[发明专利]一种机器人驾驶的井下顺槽运输无轨胶轮车及其控制方法

说明书

本发明公开了一种机器人驾驶的井下顺槽运输无轨胶轮车及其控制方法，包括顺槽车、支架、转向控制臂、速度控制臂、制动机械腿、启动推杆、急停推杆、道路信息感知单元、安全检测单元和控制箱；支架设置在顺槽车驾驶位置上，安全检测单元设置在顺槽车上，道路信息感知单元设置在顺槽车车身四周。本发明由转向控制臂、速度控制臂、制动机械腿、启动推杆和急停推杆控制顺槽车的转向操作杆、速度操作杆、刹车踏板、启动按钮和急停按钮，实现车辆启动、转向、变速、刹车等，无需对现有顺槽车结构进行改造，通过驾驶机器人实现顺槽车无人化运输管理，降低人工成本，提高运输效率。

技术领域

本发明涉及一种井下顺槽运输无轨胶轮车，具体涉及一种机器人驾驶的井下顺槽运输无轨胶轮车及其控制方法。

背景技术

一直以来关于煤矿运输车安全事故的报到屡见不鲜，复杂的路况常常导致运输车发生安全事故，运输车安全事故的发生给煤矿企业造成了巨大损失。根据顺槽运输无轨胶轮车在矿井的运输现状，安全事故的发生主要来自于操作人员的失误所导致的，而利用运输车辆的无人驾驶可以很好的解决这类问题，并且在面对井下高粉尘、瓦斯等恶劣环境下，可以减轻人类劳动强度增加运输效率。

自动驾驶机器人是一种利用机械臂等各种器械装置模拟人类驾驶员进行驾驶操作，从而实现无人驾驶。但是，目前对于矿山运输车辆进行无人化运行的线控改装，不仅难度大而且成本居高不下，因此相对于车辆线控改造，利用自动驾驶机器人实现运输车辆无人化是一种理想的选择。

目前驾驶机器人主要有以下几种，中国专利CN201711232560.X公开了一种用于汽车的无人驾驶机器人，其转向采用电机控制转向盘抓手，利用电机与丝杠直接控制油门、离合、制动踏板，执行机构之间需要精准的配合，控制难度大，可靠性较低；中国专利CN2018100207.1公开了一种通用型无人驾驶机器人，包括转向机械手、换挡机械手、踏板机械腿，机械手采用伺服电机加万向传动装置直接控制转向盘，其夹持装置复杂，具有较差的稳定性，且缺乏紧急避险装置，难以保证车辆安全稳定的运行；中国专利CN102435442B授权了一种用于车辆道路试验的自动驾驶机器人，该机器人采用CCD传感器获取环境信息，GPS获取车辆定位信息，只适用于露天矿这种开阔的地上环境，对于封闭昏暗的地下环境，难以获取定位信号与环境信息。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种机器人驾驶的井下顺槽运输无轨胶轮车及其控制方法，可靠性高、稳定性强、控制精度好。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人驾驶的井下顺槽运输无轨胶轮车，包括顺槽车、支架、转向控制臂、速度控制臂、制动机械腿、道路信息感知单元、安全检测单元和控制箱；支架设置在顺槽车驾驶位置上，安全检测单元设置在顺槽车上，道路信息感知单元设置在顺槽车车身四周；支架分为上下两层，控制箱、转向控制臂和速度控制臂设置在上层支架上，制动机械腿设置在下层支架上；

转向控制臂包括转向臂外壳、转向控制电机、大锥齿轮、转向连杆和转向抓手；转向臂外壳分为圆形槽和矩形槽，圆形槽中设有大锥齿轮，矩形槽中设有转向控制电机，与矩形槽位置相对的圆形槽槽壁上开设弧形口，转向控制电机输出轴端部设有小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮啮合，大锥齿轮上表面中心位置设有旋转轴，转向连杆一端穿过弧形口与旋转轴连接，另一端与转向抓手铰接，转向抓手与转向操作杆连接；转向臂外壳底部与支架连接；

速度控制臂包括速度臂外壳、速度控制电机、推杆滑块、减速器大齿轮和移动连杆；速度臂外壳分为两道交叉槽，两道交叉槽整体为“T”形，两道交叉槽中的其中一道为电机槽另一道为滑动槽，推杆滑块设有齿条的一端嵌入到滑动槽中，滑动槽上设有与齿条啮合的减速器大齿轮，电机槽中设有速度控制电机，速度控制电机输出端与减速器小齿轮连接，减速器小齿轮与减速器大齿轮啮合，移动连杆两端分别与推杆滑块、速度抓手铰接，速度抓手与速度操作杆连接；速度臂外壳底部与支架连接；