矿山安全巡检智能机器人

1809 编辑：中冶有色技术网来源：重庆工程学院

2022-02-10 15:03:20

权利要求

1.矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

包括基座、支撑架、第一转轴、第二转轴、滚轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、主动齿轮、驱动电机、履带、支撑杆、警示灯、瓦斯浓度传感器和控制器，所述支撑架具有四个支撑爪，所述四个支撑爪分布于所述支撑架四周，所述支撑架与所述基座固定连接，并位于所述基座一侧，所述第一转轴的数量为两个，所述第二转轴的数量为两个，所述第一转轴和所述第二转轴镜像放置，所述第一转轴和所述第二转轴分别与所述四个支撑爪转动连接，并穿过所述支撑爪，所述滚轮的数量有四个，四个所述滚轮分别与两个所述第一转轴、两个所述第二转轴固定连接，并位于所述支撑架的两侧，所述履带的数量为两个，所述履带分别与所述支撑架一侧的两个所述滚轮啮合，所述驱动电机的数量有两个，两个所述驱动电机与所述支撑架固定连接，并位于所述支撑架两侧，所述主动齿轮的数量为两个，所述主动齿轮与所述驱动电机转动连接，并位于所述驱动电机一侧，所述第一从动齿轮与所述第一转轴固定连接，并位于所述第一转轴远离所述滚轮一侧，所述第二从动齿轮与所述第二转轴固定连接，并位于所述第二转轴远离所述滚轮一侧，所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮分别与两个所述主动齿轮啮合，所述支撑杆与所述基座固定连接，并位于所述基座远离所述支撑架一侧，所述瓦斯浓度传感器与所述支撑杆固定连接，并位于所述支撑杆远离所述基座一侧，所述控制器与所述基座固定连接，并位于所述基座的一侧，所述警示灯与所述基座固定连接，并位于所述控制器一侧。

2.如权利要求1所述的矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

所述矿山安全巡检智能机器人还包括扬声器，所述扬声器与所述控制器电连接，并位于所述警示灯一侧。

3.如权利要求2所述的矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

所述矿山安全巡检智能机器人还包括陀螺仪稳定器，所述陀螺仪稳定器与所述基座固定连接，并位于所述基座和所述支撑杆之间。

4.如权利要求3所述的矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

所述矿山安全巡检智能机器人还包括距离传感器，所述距离传感器与所述控制器电连接，并位于所述基座四周。

5.如权利要求4所述的矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

所述矿山安全巡检智能机器人还包括齿轮罩，所述齿轮罩的数量为两个，所述齿轮罩与所述支撑架固定连接，并位于所述支撑架一侧。

6.如权利要求5所述的矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

所述支撑架还具有支撑环，所述支撑环的数量为两个，两个所述驱动电机穿过所述支撑环。

7.如权利要求5所述的矿山安全巡检智能机器人，其特征在于，

所述支撑爪包括支撑柱、减震弹簧和支撑爪本体，所述支撑柱与所述基座固定连接，并位于所述基座一侧，所述支撑爪本体与所述支撑柱滑动连接，并穿过所述支撑柱，所述减震弹簧与所述支撑柱和所述支撑爪本体固定连接，并位于所述支撑柱和所述支撑爪本体之间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿山检测设备领域，尤其涉及矿山安全巡检智能机器人。

背景技术

煤矿生产大部分是地下作业，地质及开采条件复杂多变，不安全因素多，经常受到瓦斯、煤尘、火水及顶板等灾害的威胁。

我国煤炭资源丰富，各大中小型煤矿遍及国内绝大部份省、市、自治区。在全国所有煤矿中，除一小部份是低瓦斯煤矿外，大部份煤矿都是高瓦斯煤矿。瓦斯事故多发、死亡人数居高不下，为在矿上工作的人们带来了巨大的威胁。现有的瓦斯检测方法，往往是在风口对整个巷道进行检测，这样无法得知局部浓度信息，提前对高浓度地区进行示警。因此，需要一种可以随时检查瓦斯浓度的装置，全天候在矿井内部对环境进行检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种矿山安全巡检智能机器人，旨在解决矿井内局部瓦斯浓度不能随时检测而引发危险的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种矿山安全巡检智能机器人，

其中，所述矿山安全巡检智能机器人还包括扬声器，所述扬声器与所述控制器电连接，并位于所述警示灯一侧。

其中，所述矿山安全巡检智能机器人还包括陀螺仪稳定器，所述陀螺仪稳定器与所述基座固定连接，并位于所述基座和所述支撑杆之间。

其中，所述矿山安全巡检智能机器人还包括距离传感器，所述距离传感器与所述控制器电连接，并位于所述基座四周。

其中，所述支撑架还具有支撑环，所述支撑环的数量为两个，两个所述驱动电机穿过所述支撑环。

所述矿山安全巡检智能机器人还包括齿轮罩，所述齿轮罩的数量为两个，所述齿轮罩与所述支撑架固定连接，并位于所述支撑架一侧。

其中，所述支撑架还具有支撑环，所述支撑环的数量为两个，两个所述驱动电机穿过所述支撑环。

其中，所述支撑爪包括支撑柱、减震弹簧和支撑爪本体，所述支撑柱与所述基座固定连接，并位于所述基座一侧，所述支撑爪本体与所述支撑柱滑动连接，并穿过所述支撑柱，所述减震弹簧与所述支撑柱和所述支撑爪本体固定连接，并位于所述支撑柱和所述支撑爪本体之间。

本实用新型的一种矿山安全巡检智能机器人，所述支撑架具有四个支撑爪，所述第一转轴、所述第二转轴分别与所述四个支撑爪转动连接，四个所述滚轮分别与两个所述第一转轴、两个所述第二转轴固定连接，使得四个所述滚轮可以在所述转轴的支撑下，独立地相对于所述支撑架转动，所述支撑架一侧的两个所述滚轮可以通过所述履带联动，所述驱动电机与所述支撑架固定连接，通过主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述第一转轴，带动所述支撑架一侧的两个所述滚轮和所述履带转动，从而提供前进的动力，另一侧以相同的方式连接，当两个所述电机的转速不相同时，可以实现转弯，当两个所述电机的转速相同时，则可以实现前进和后退；所述浓度传感器可被设置于预定的高度而使用所述瓦斯浓度传感器对瓦斯的浓度进行检测，所述控制器分析检测到的浓度信息从而改变警示灯的红绿状态，以对人们起到警示作用。通过所述履带和滚轮，可以让机器人在矿井中移动，然后所述瓦斯浓度传感器即时检测所述矿井中的瓦斯浓度，并通过警示灯发出警告信号，从而解决矿井内局部瓦斯浓度不能随时检测而引发危险的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种矿山安全巡检智能机器人的顶部结构图；

图2是本实用新型的一种矿山安全巡检智能机器人的底部结构图；

图3是本实用新型的一种矿山安全巡检智能机器人的局部剖视图。

1-基座、2-支撑架、3-第一转轴、17-第二转轴、4-滚轮、5-第一从动齿轮、18-第二从动齿轮、6-主动齿轮、7-驱动电机、8-履带、9-支撑杆、10-警示灯、11-瓦斯浓度传感器、12-控制器、21-支撑爪、22-支撑环、13-扬声器、14- 陀螺仪稳定器、15-距离传感器、16-齿轮罩、211-支撑柱、212-减震弹簧、213- 支撑爪本体。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种矿山安全巡检智能机器人：

包括基座1、支撑架2、第一转轴3、第二转轴17、滚轮4、第一从动齿轮 5、第二从动齿轮18、主动齿轮6、驱动电机7、履带8、支撑杆9、警示灯10、瓦斯浓度传感器11和控制器12，所述支撑架2具有四个支撑爪21，所述四个支撑爪21分布于所述支撑架2四周，所述支撑架2与所述基座1固定连接，并位于所述基座1一侧，所述第一转轴3的数量为两个，所述第二转轴17的数量为两个，所述第一转轴3和所述第二转轴17镜像放置，所述第一转轴3和所述第二转轴17分别与所述四个支撑爪21转动连接，并穿过所述支撑爪21，所述滚轮4的数量有四个，四个所述滚轮4分别与两个所述第一转轴3、两个所述第二转轴17固定连接，并位于所述支撑架2的两侧，所述履带8的数量为两个，所述履带8分别与所述支撑架2一侧的两个所述滚轮4啮合，所述驱动电机7 的数量有两个，两个所述驱动电机7与所述支撑架2固定连接，并位于所述支撑架2两侧，所述主动齿轮6与所述驱动电机7转动连接，并位于所述驱动电机7一侧，所述第一从动齿轮5与所述第一转轴3固定连接，并位于所述第一转轴3远离所述滚轮4一侧，所述第二从动齿轮18与所述第二转轴17固定连接，并位于所述第二转轴17远离所述滚轮4一侧，所述第一从动齿轮5、第二从动齿轮18分别与两个所述主动齿轮6啮合，所述支撑杆9与所述基座1固定连接，并位于所述基座1远离所述支撑架2一侧，所述瓦斯浓度传感器11与所述支撑杆9固定连接，并位于所述支撑杆9远离所述基座1一侧，所述控制器 12与所述基座1固定连接，并位于所述基座1的一侧，所述警示灯10与所述基座1固定连接，并位于所述控制器12一侧。

在本实施方式中，所述控制器12与所述瓦斯浓度传感器11、所述警示灯 10、所述驱动电机7电连接，所述支撑架2与所述基座1固定连接，所述支撑架2具有四个支撑爪21，所述第一转轴3、所述第二转轴17分别与所述四个支撑爪21转动连接，四个所述滚轮4分别与两个所述第一转轴3、两个所述第二转轴17固定连接，使得四个所述滚轮4可以独立地相对于所述支撑架2转动，所述履带8分别与所述支撑架2一侧的两个所述滚轮4啮合，使得所述支撑架2 一侧的两个所述滚轮4可以通过所述履带8联动，所述驱动电机7与所述支撑架2固定连接，主动齿轮6与所述驱动电机7转动连接，所述第一从动齿轮5 与所述第一转轴3固定连接，所述第一从动齿轮5与所述主动齿轮6啮合，当所述驱动电机7转动时，可以通过主动齿轮6、所述第一从动齿轮5、所述第一转轴3，带动所述支撑架2一侧的两个所述滚轮4和所述履带8转动，从而提供前进的动力，另一侧所述驱动电机7、所述主动齿轮6、所述第二从动齿轮18、所述第二转轴17和所述履带8以相同的方式连接，当两个所述驱动电机7的转速不相同时，可以实现转弯，当两个所述驱动电机7的转速相同时，则可以实现前进和后退，履带8结构使机器人可以在矿井那种复杂路况下保持良好的通过性；所述支撑杆9与所述基座1固定连接，所述瓦斯浓度传感器11与所述支撑杆9固定连接，使得所述浓度传感器可被设置于预定的高度而使用所述瓦斯浓度传感器11对瓦斯的浓度进行检测，所述控制器12分析检测到的浓度信息从而改变警示灯10的红绿状态，以对人们起到警示作用。通过所述履带8和滚轮4，可以让机器人在矿井中移动，然后所述瓦斯浓度传感器11即时检测所述矿井中的瓦斯浓度，并通过警示灯10发出警告信号，从而解决矿井内瓦斯浓度不能随时检测而引发危险的问题。

进一步的，所述矿山安全巡检智能机器人还包括扬声器13，所述扬声器13 与所述控制器12电连接，并位于所述警示灯10一侧。

在本实施方式中，所述扬声器13可在浓度信号显示非常危险的时候，通过发声使大范围的人被动地接收警示，提高报警效果。

进一步的，所述矿山安全巡检智能机器人还包括陀螺仪稳定器14，所述陀螺仪稳定器14与所述基座1固定连接，并位于所述基座1和所述支撑杆9之间。

在本实施方式中，所述陀螺仪稳定器14利用高速旋转的转子保持自转轴垂直于地面，抵抗任何改变其自转轴方向的力量，用以维持机器人在不良好的路面上的行驶平稳性，避免机器人侧翻。

进一步的，所述矿山安全巡检智能机器人还包括距离传感器15，所述距离传感器15与所述控制器12电连接，并位于所述基座1四周。

在本实施方式中，所述距离传感器的型号可以是GP2Y0A21YK0F，所述距离传感器15用以探测机器人和周围物体之间的距离，避免机器人撞到周围的障碍物。

进一步的，所述支撑架2还具有支撑环22，所述支撑环22的数量为两个，两个所述驱动电机7穿过所述支撑环22。

在本实施方式中，所述支撑环22用于支撑所述驱动电机7的转子，使得所述驱动电机7转动更加更加平稳，从而使所述滚轮4运动更加稳定。

进一步的，请参阅图3，所述支撑爪21包括支撑柱211、减震弹簧212和支撑爪本体213，所述支撑柱211与所述基座1固定连接，并位于所述基座1一侧，所述支撑爪本体213与所述支撑柱211滑动连接，并穿过所述支撑柱211，所述减震弹簧212与所述支撑柱211和所述支撑爪本体213固定连接，并位于所述支撑柱211和所述支撑爪本体213之间。

在本实施方式中，所述支撑柱211与所述基座1固定连接，所述减震弹簧 212与所述支撑柱211和所述支撑爪本体213固定连接，并位于所述支撑柱211 和所述支撑爪本体213之间，使得滚轮4在地面凹凸不平时，各个滚轮4在遇到突起的时候，可以压缩所述减震弹簧212而相对所述基座1抬起所述滚轮4，从而保证始终有所述滚轮4在接触地面，提高机器人的通过性。

进一步的，所述矿山安全巡检智能机器人还包括齿轮罩16，所述齿轮罩16 的数量为两个，所述齿轮罩16与所述支撑架2固定连接，并位于所述支撑架2 一侧。

在本实施方式中，所述齿轮罩16用于罩住所述主动齿轮6和所述从动齿轮 5，避免地面的杂物进入所述齿轮罩16内影响齿轮之间的啮合，而影响传动效率。

本实用新型的工作原理及使用流程：请参阅图1和图2，本实用新型安装好过后，在控制器12的作用下驱动两个所述驱动电机7，从而通过所述主动齿轮 6，从动齿轮5、所述转轴3带动所述滚轮4和所述履带8转动，而使机器人前进，两个所述驱动电机7的转速不一样时，机器人会向转速较慢的一侧转向，从而实现机器人的移动和转向；所述瓦斯浓度传感器11则在前进过程中收集空气中的浓度信息，并反馈到所述控制器12，控制器12根据所述信息驱动所述警示灯10发出绿光或者红光，必要时会驱动所述扬声器13对大范围的人进行警告。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。