一种履带式龙门钻锚机器人

• 摘要：

  本发明涉及机械技术领域,具体涉及一种履带式龙门钻锚机器人,包括机器人机体、侧帮钻锚机构及顶板钻锚机构;所述机器人机体包括履带行走机构、液压升降机构、清浮煤机构、辅助折叠踏板机构、顶锚网机构、机架及相关配套部件;所述侧帮钻锚机构包括左帮锚钻机和右帮锚钻机,分别安装于煤矿钻锚机器人前端的左右两侧;所述顶板钻锚机构包括左顶钻机组件和右顶钻机组件;本发明的钻锚机器人集钻、锚于一体,能够在最短的工时,完成钻锚作业,提高钻锚效率.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN202010690932.9

• 申请日期：

  2020.07.16

• 公开/公告号：

  CN112012775A

• 公开/公告日：

  2020-12-01

• 发明人：

  马宏伟 薛旭升 王川伟 赵昊 梁林 高佳晨 姚阳 贾泽林

• 申请人：

  西安科技大学

• 主分类号：

  E21D20/00(2006.01),E,E21,E21D,E21D20

• 分类号：

  E21D20/00(2006.01),E21D9/10(2006.01),E21D9/12(2006.01),E21B7/02(2006.01),E21B15/00(2006.01),E21B44/00(2006.01),E,E21,E21D,E21B,E21D20,E21D9,E21B7,E21B15,E21B44,E21D20/00,E21D9/10,E21D9/12,E21B7/02,E21B15/00,E21B44/00

• 主权项：

  1.一种履带式龙门钻锚机器人,包括机器人机体(1)、侧帮钻锚机构(2)及顶板钻锚机构(3);其特征在于: 所述机器人机体(1)包括履带行走机构(101)、液压升降机构(102)、清浮煤机构(103)、辅助折叠踏板机构(104)、顶锚网机构(105)、机架(106)及相关配套部件; 履带行走机构(101)安装于机架(106)的最底端,左、右两侧各一个,用于为机器人提供行驶动力; 液压升降机构(102)安装于履带行走机构(101)的前后两端,用于顶起整个机器人机身; 清浮煤机构(103)通过螺栓安装与机架(106)的两侧,位于履带行走机构(101)前端,包括L形支架和通过沉孔螺栓安装在L形支架前端的硬质合金铲刃; 顶锚网机构(105)采用镂空井字形结构,通过弹簧和支架安装于机架(106)上顶端,用于实现对顶板的自适应压紧贴合,且进过校核满足结构强度,不影响打锚杆和锚索; 所述侧帮钻锚机构(2)包括左帮锚钻机(21)和右帮锚钻机(22),分别安装于煤矿钻锚机器人前端的左右两侧; 左帮锚钻机(21)包括上下滑轨(211)、旋转机构(212)、钻锚机(213),上下滑轨(211)位于机架内侧壁,通过沉孔螺栓固定,通过链传动和轨道引导钻机上下移动;旋转机构(212)一端通过液压马达与上下滑轨(211)上的滑块相连,另一端与钻锚机(213)连接,可以绕液压马达180度旋转,在待机或停机时,可以将侧帮钻机竖直放置,节省空间,防止碰撞; 所述顶板钻锚机构(3)包括左顶钻机组件(31)和右顶钻机组件(32); 左顶钻机组件(31)包括上左右滑轨架(310)、上滑块(311)、左旋转机构(312)和左钻机(313),上左右滑轨架(310)位于机体的前端,起到连接左钻机和机体的作用,同时为左钻机左右移动提供轨道,两端为开放式,端面有限位卡扣,防止滑块完全脱离轨道;上滑块(311)卡在上左右滑轨架(310)内,通过链传动带动左钻机左右移动;左旋转机构(312)连接上滑块(311)和左钻机(313),安装在上滑块(311)的外侧,用于带动左钻机(313)绕旋转中心90度旋转,以完成一些带倾斜的顶部锚杆和锚索; 右顶钻机组件(32)包括下左右滑轨架、下滑块、右旋转机构和右钻机,下左右滑轨架位于机体的前端,起到连接右钻机和机体的作用,同时为右钻机左右移动提供轨道,两端为开放式,端面有限位卡扣,防止滑块完全脱离轨道;下滑块卡在下左右滑轨架内,通过链传动带动右钻机左右移动;右旋转机构连接下滑块和右钻机,安装在下滑块的外侧,用于带动右钻机绕旋转中心90度旋转,以完成一些带倾斜的顶部锚杆和锚索. 2.如权利要求1所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:相关配套部件包含液压泵站、电液控集成箱、控制器、传感器、遥控器和线管耗材,液压泵站的数量为两台,两侧的履带行走机构(101)上方各一台,通过电机带动,为机器人带来液压动力;电液控集成箱位于左侧液压泵站旁,接入后方电缆,进行分压给各个用电器供电并提供安全保护;控制器和传感器、遥控器共同完成机器人的智能控制和系统状态监视. 3.如权利要求1所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:所述机架(106)为龙门型,为机器人主体框架. 4.如权利要求1所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:所述机架(106)两侧对称开设有用于安装清浮煤机构(103)的螺栓孔,通过对接的螺栓孔的改变,可以实现清浮煤机构(103)高度的调节. 5.如权利要求1所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:所述上左右滑轨架(310)、下左右滑轨架平行设置. 6.如权利要求1所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:左钻机(313)旋转中心偏上,右钻机旋转中心偏下,以错开轨道,通过坐标系变换和正逆运动求解调整两台钻机的控制量. 7.如权利要求2所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:所述传感器包括压力传感器、旋转编码器、双目视觉传感器和行程限位开关,电液控集成箱内集成压力传感器、变频器、液压泵、数字电磁阀和油箱,旋转编码器两侧对称,左侧同样位置也布置3个,共6个;行程限位开关为对称分布,共10个;双目视觉摄像头布置在钻机扶钻器上,每个钻机各1个,共4个,用于自动对钻. 8.如权利要求2所述的一种履带式龙门钻锚机器人,其特征在于:所述控制器内载一机器人控制系统,包括设备操控模块、环境监测模块、上位机监控模块、导航导向模块、故障监测模块、液压驱动模块、传感检测模块、通讯模块以及液压阀组;其中设备操控由本地机载控制、遥控控制和远程控制组成,通过通讯模块工业IPC可将控制信息、环境信息、导航信息以及机器人本身状态信息实时显示以供工人监控,同时搭配故障诊断系统保证机器工作安全并延长生命周期.