[发明专利]煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置及用法

说明书

本发明涉及一种煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置，该行走装置在工字钢导轨上行走，所述煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置包括外壳、行走支架、4组横向辅助轮组件、4组承重轮组件、2组驱动轮组件、2组纵向辅助轮组件、1个控制器、2个减速器和2个伺服电机。本发明同时还提供了该行走装置的用法。本发明的行走装置的轮系结构合理，可使机器人运行平稳、可靠，为巡检机器人提供可靠的运行平台，用法简单可靠，通过辅助轮组件和驱动轮组件的调节可以实现固化装置摩擦阻力，保证安装准确性，确保电机驱动力与摩擦阻力匹配，有效避免伺服电机过载或行走装置打滑。

技术领域

本发明涉及煤矿用特种机器人技术领域，特别涉及一种煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置及用法。

背景技术

2019年，国家煤矿安全监察局发布了《煤矿机器人重点研发目录》，对掘进、采煤、运煤、安控和救援5类、38种煤矿机器人提出了基本要求，鼓励和支持煤矿企业与国内外科研单位、机器人制造企业开展合作，大力研发应用煤矿机器人，推进煤炭工业高质量发展，推进煤矿安全发展。

吊轨式巡检机器人在煤矿领域作为安控类机器人可应用于长距离皮带机、井下配电室、瓦斯抽采泵站等场合，取代人工巡检，实现少人智能化值守模式。矿用吊轨式巡检机器人的行走装置是自动完成巡检任务的主体，搭载各传感器及摄像仪采集图像及环境状态数据，为机器人提供可靠行走平台，是吊轨式巡检机器人研制的重点。

由于煤矿作业环境属于高危场合，电气设备需要进行特殊防爆设计，常规防爆处理会增加设备重量和体积，需应用较大功率电机完成牵引行走，导致整机功耗大，续航能力严重受限；煤矿领域作业场合环境恶劣且复杂，巡检机器人行走路径多变，需要转弯、爬坡、下坡等多工况运行，导致行走装置极易打滑，影响正常巡检；煤矿高粉尘作业环境下，机器人轨道极易集尘而导致轨道表面不平整，行走装置运行易产生高频振动，严重影响机器人图像采集等功能的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置和用法，该行走装置的轮系结构合理，可使机器人运行平稳、可靠，为巡检机器人提供可靠的运行平台，用法简单可靠，通过辅助轮组件和驱动轮组件的调节可以实现固化装置摩擦阻力，保证安装准确性，确保电机驱动力与摩擦阻力匹配，有效避免伺服电机过载或行走装置打滑。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置，该行走装置沿工字钢导轨上行走，所述煤矿吊轨式巡检机器人用双机驱动式行走装置包括外壳、行走支架、4组横向辅助轮组件、4组承重轮组件、2组驱动轮组件、2组纵向辅助轮组件、1个控制器、2个减速器和2个伺服电机；所述行走支架安装在外壳内部上方，行走支架两侧平行设置的垂直连接架上分别安装有2组沿前后方向设置的横向辅助轮组件，2组横向辅助轮组件紧贴在工字钢导轨上，在行走支架的2个垂直连接架内侧分别安装有2组沿前后方向设置的承重轮组件，2组承重轮组件与所述工字钢导轨中底部的水平段相接触，在行走支架底部水平板上安装有2组沿前后方向设置的纵向辅助轮组件，纵向辅助轮组件与所述承重轮组件配合，保证行走装置纵向稳定性，在所述行走支架的2个垂直连接架上分别对称安装有1组驱动轮组件，每组驱动轮组件与工字钢导轨的垂直段相接触，每组驱动轮组件底端分别连接有减速器，减速器另外与设置在同侧的伺服电机相连接，2个伺服电机另外与控制器信号连接，控制器控制2个伺服电机分别驱动同侧的驱动轮组件在工字钢导轨上行进，所述控制器、2个减速器和2个伺服电机均安装在外壳内部底端。

进一步地，所述横向辅助轮组件包括横向辅助轮、限位轴套、弹簧I和弹簧轴Ⅰ，所述横向辅助轮的两端分别通过弹簧轴Ⅰ与限位轴套固定在所述行走支架的垂直连接架上，所述弹簧轴Ⅰ上还安装有弹簧I。

进一步地，所述弹簧轴Ⅰ上设有弹簧轴Ⅰ安装到位标记结构。

进一步地，所述承重轮组件包括承重轮、承重轮轴和螺母I，所述承重轮上设有承重轮轴，所述承重轮轴沿水平方向穿过行走支架的垂直连接架并通过螺母I固定，所述承重轮的底部与所述工字钢导轨中底部的水平段相接触。