[发明专利]一种喷浆机器人智能控制系统

说明书

本发明涉及各类隧道、井巷和坑道等需要喷涂作业的工程设备技术领域，提供了一种喷浆机器人智能控制系统，通过机载控制单元电源连接喷浆机器人进行实时控制，机载控制单元通过智能控制器能智能识别巷道作业面工况参数，自主决策，形成智能规划路径、智能安全管控、智能识别和拟人的工作模式，再通过智能控制器对驱动控制器的控制传输，使得喷浆机器人在驱动控制器的控制下进行工作，为煤矿井下混凝土巷道喷射施工提供科学的依据和控制方法。整个控制系统结构简单、扩展性强、功能齐全、能有效的提高现场施工质量和效率，保证人员安全和健康。本发明中电气接口标准，具有通用性和适应性，可满足不同的机械结构。

技术领域

本发明涉及各类隧道、井巷和坑道等需要喷涂作业的工程设备技术领域，尤其适用于空间密闭的煤矿井下掘进工作完成后巷道混凝土的喷浆支护装备，具体为一种喷浆机器人智能控制系统。

背景技术

现有技术中很多煤矿仍然采用人工喷浆的作业方法，受作业条件、自我保护意识、身体状况、工人情绪、责任心等因素的影响，人工喷浆作业巷道施工方面存在诸如：人工喷浆效率较低、喷浆凭经验喷涂不均、工人劳动强度大、存在安全隐患、喷浆作业造成尘肺病风险等问题。目前，在煤矿巷道喷浆作业中，有喷浆机械臂代替人工喷浆作业，需工人操作液压手柄或电控手柄完成。因此研发喷浆机器人代替喷浆臂是发展的必然趋势。控制系统作为机器人的大脑，是整个机器人的核心单元，故需要设计一个具有自主规划路径、智能安全管控、智能识别、自主定位、拟人化的喷浆机器人智能控制系统。

发明内容

针对现有技术中人工喷浆的作业方法存在人工喷浆效率较低、喷浆凭经验喷涂不均、工人劳动强度大、存在安全隐患、喷浆作业造成尘肺病风险等问题，本发明提供一种喷浆机器人智能控制系统，该控制系统结构简单，扩展性强、功能齐全、能有效的提高现场施工质量和效率，保证人员安全和健康。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种喷浆机器人智能控制系统，包括喷浆机器人和机载控制单元；所述机载控制单元用于控制喷浆机器人实时工作；

所述喷浆机器人包括喷枪旋转机构、喷枪摆动机构、升降机构、旋转机构、行走机构、箱体和喷枪；所述旋转机构和箱体装配在行走机构上，所述升降机构的一端装配在旋转机构上，所述升降机构的另一端装配有喷枪旋转机构；所述喷枪摆动机构装配在喷枪旋转机构上，所述喷枪安装在喷枪摆动机构；

所述机载控制单元装配在箱体内，其中机载控制单元包括智能控制器和驱动控制器；智能控制器的输入端连接检测模块；智能控制器与驱动控制器互联；检测模块的输入端分别连接行走位移传感器、旋转角位移传感器、升降位移传感器、旋转角度传感器和摆动角度传感器；所述驱动控制器的驱动端连接驱动模块，所述驱动模块的输出端分别连接喷枪摆动机构；喷枪旋转机构、旋转机构、升降机构和行走机构；

所述行走位移传感器装配在行走机构上，旋转角位移传感器装配在旋转机构上，升降位移传感器装配在旋转机构上，旋转角度传感器装配在喷枪旋转机构上，摆动角度传感器装配在喷枪摆动机构上。

优选的，机载控制单元设有HMI人机交互模块，所述HMI人机交互模块的输入端分别连接智能控制器和驱动控制器的输出端，用于显示机器人的工作的完成机器人运行轨迹、巷道三维模型、安全管理、设备运行数据存储以及操作指令的下发，报表管理。

进一步的，HMI人机交互模块的输入端连接数据链传输单元，HMI人机交互模块通过连接数据链传输单元，将HMI人机交互模块上存储的数据传送到中央集成控制室及将中央集成控制室的指令传送至机载控制单元。

优选的，喷浆机器人结构形状任意设定，所述机载控制单元设有电气通讯接口和模块化的控制单元。

优选的，智能控制器的输出端经定位模块连接自主定位仪，所述自主定位仪装配在箱体内。