一种煤矿钻锚机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种煤矿钻锚机器人，包括机器人本体、布网机构、钻锚机构和控制模块，所述机器人本体包括机体、履带行走机构和行走驱动机构，所述布网机构包括机械臂机构和抓网机械手，所述机器人本体上设置有滑移机构，所述钻锚机构包括锚杆箱、底架、链条传送机构和钻锚机构。本实用新型专利技术设计合理，集履带行走机构、布网机构、钻锚机构于一体，实现锚杆支护的自动化、智能化，提高支护效率。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿钻锚机器人
本技术属于煤矿支护
，具体涉及一种煤矿钻锚机器人。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，煤炭开采的智能化已经成为重要的发展方向。近年来，综采工作面自动化、智能化步伐不断加快，对综掘工作面的生产能力以及推进速度提出了严峻的挑战，这要求采掘支护的速度也随之加快。目前，国内大部分煤矿在采掘护作业方面已经部分实现机械化，采用掘进机进行巷道的掘进，采用钻、锚机械或钻锚一体机进行支护，基本上处于人员跟机作业状态，但是钻锚速度严重滞后掘进速度，工作环境差，劳动强度大，掘进效率低，不能保证综采的进度要求，直接影响煤炭的安全、高产、高效开采。近年来，尽管国内外许多研究团队在综掘工作面自动化方面进行了深入的研究，但成功应用于生产实际的自动化、智能化综掘工作面还鲜见报道。由此可见，针对煤矿井下锚杆支护时需要人工铺网、人工钻锚存在的作业环境差、劳动强度大、支护效率低等问题，迫切需要一种结构紧凑、性能稳定、智能化程度高的钻锚机器人代替现有的钻锚机械，有效提高煤矿井下支护效率，降低井下工作人员劳动强度，最大限度的解放生产力，且实现煤矿综掘工作面支护的自动化。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿钻锚机器人，其设计合理且操作简便，集履带行走机构、布网机构、钻锚机构于一体，实现锚杆支护的自动化、智能化，能够有效改善工作环境，降低劳动强度，保证生产安全，提高支护效率，实用性强。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：包括机器人本体、安装在所述机器人本体上的布网机构与钻锚装置，以及对所述机器人本体、所述布网机构和所述钻锚机构进行控制的控制模块，所述机器人本体包括机体、两组对称安装在机体两侧的履带行走机构和驱动所述履带行走机构转动的行走驱动机构，所述机体上设置有供支护网盛放的支护网库，所述布网机构包括安装在机体上的机械臂机构和安装在所述机械臂机构末端且对支护网库中支护网进行抓取的抓网机械手，所述机体上设置有供所述钻锚机构滑移的滑移机构；所述钻锚装置包括安装在机体上的锚杆箱、安装在机体上的底架、安装在底架上且对从锚杆箱滑落出的锚杆进行传送的链条传送机构和对待支护位置进行钻孔并安装锚杆的钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、安装在所述液压伸缩机构上的钻孔机构和安装在所述钻孔机构上的锚杆架，以及将所述链条传送机构上的锚杆夹装在锚杆架上的上锚杆机械手和将所述锚杆架上的锚杆进行钻装的装锚杆机械手，所述液压伸缩机构与所述滑移机构固定连接，所述钻孔机构包括安装在所述液压伸缩机构上的钻杆进给机构、安装在所述钻杆进给机构上的钻机与钻杆机械手，以及安装在所述钻杆机械手上的钻杆，所述锚杆箱的底面设置有出料口，所述出料口位于所述链条传送机构靠近所述锚杆箱的一端的上方，所述底架远离所述锚杆箱的一端设置有锚杆槽；所述控制模块包括控制器，所述控制器的输入端接有第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、红外测距模块，所述行走驱动机构、机械臂机构、抓网机械手、所述链条传送机构、上锚杆机械手、所述液压伸缩机构、装锚杆机械手、钻杆机械手和钻机均由控制器进行控制。上述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述机械臂机构包括依次转动连接的第一段机械臂、第二段机械臂和第三段机械臂，以及驱动所述第一段机械臂、第二段机械臂和第三段机械臂转动的机械臂转动驱动机构，所述机械臂转动驱动机构包括驱动第一段机械臂转动的第一舵机、驱动第二段机械臂转动的第二舵机和驱动第三段机械臂转动的第三舵机；所述第三段机械臂的末端设置有供抓网机械手安装的抓网调节机构，所述抓网调节机构包括安装在第三段机械臂的末端第一调节部件、安装在所述第一调解部件底部的第二调节部件和设置在所述第二调节部件底部的机械手安装板，所述抓网机械手为两组对称安装在机械手安装板两端的机械爪，所述第一调节部件包括与第三段机械臂末端转动连接的转动板和驱动转动板转动的第四舵机，所述第二调节部件包括安装在转动板底部的第五舵机和与第五舵机输出轴传动连接的中间连接板，所述中间连接板与机械手安装板固定连接，且所述中间连接板与机械手安装板的中心线重合，所述机械手安装板内设置有驱动所述机械爪开合的第六舵机，所述第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机和第五舵机和第六舵机均由控制器进行控制。上述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述履带行走机构包括驱动轮安装板、安装在驱动轮安装板两端的前驱动轮与后驱动轮以及卷绕在前驱动轮与后驱动轮之间的履带，所述前驱动轮和后驱动轮之间设置有上下两排对履带进行支撑的支撑机构，上下两排所述支撑机构呈交错布设，每排所述支撑机构包括多个由前驱动轮至后驱动轮布设在同一水平面上的支撑轮，所述机体上设置供支撑轮安装的支撑轮轴，所述驱动轮安装板与机体一侧面呈平行布设。上述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述链条传送机构包括两个设置在底架内且呈水平平行布设的齿轮轴、多个沿齿轮轴长度方向均匀布设的链条齿轮机构和驱动所述齿轮轴转动的齿轮轴驱动机构，所述齿轮轴驱动机构由控制器进行控制，所述底架远离锚杆箱的一端设置有凹陷部，所述锚杆槽由所述凹陷部与挡板围成；所述锚杆架包括中心轴、多个套设在中心轴上且供锚杆夹装的锚杆夹盘和驱动所述中心轴带动锚杆夹盘旋转的锚杆架驱动机构，所述锚杆夹盘的圆周上均布有多个锚杆夹口，所述锚杆架驱动机构与中心轴传动连接，所述锚杆架驱动机构由控制器进行控制。上述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述钻杆进给机构包括安装在所述液压伸缩机构上的无盖钻杆箱、沿无盖钻杆箱长度方向布设的进给固定活塞杆和安装在进给固定活塞杆上的进给液压缸，所述无盖钻杆箱上滑动设置有钻机托盘，所述钻机托盘的底部与所述进给液压缸固定连接，所述钻机位于钻机托盘上，所述控制器的输出端接有控制进给液压缸进油的进给电磁阀。上述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述滑移机构包括沿机体宽度方向布设的滑移固定活塞杆、安装在滑移固定活塞杆上的滑动液压缸和与滑动液压缸固定连接的滑动座，所述机体上设置有供滑动座滑移的滑移槽，所述液压伸缩机构的底部安装在滑动座上，所述控制器的输出端接有控制滑动液压缸进油的滑动电磁阀。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、所采用的煤矿钻锚机器人结构简单、设计合理且操作简便，成本较低。2、所采用的煤矿钻锚机器人设置履带行走机构，一方面履带行走机构能作为支撑件，能够承受机器人本体上设置的布网机构和钻锚装置的重量，且便于在承受重量过程中，使整机能够平稳、迅速、安全地行走；另一方面履带行走机构与地面的接触面积大，所以增大了整机在松软、泥泞路面上的通过能力，降低了下陷量，另外，由于履带行走机构上的履带上安装摩擦纹，所以能在水、冰或上坡等路面上能牢牢地抓住地面，不会滑转，再有，由于履带行走机构上的履带接地长度达4米～6米，支撑轮中心位置较高，所以通过壕沟、垂壁的能力较强，能适应于煤矿井下复杂路况。3、所采用的煤矿钻锚机器人设置锚杆箱，锚杆箱中的锚杆通过出料口滑落进入链条传送机构，并由链条传送机构传送至锚杆槽中，上锚杆机械手对锚杆槽中的锚杆夹装在锚杆架上，完成上锚杆动作，操作简便，且不需要工作人员参与，劳动强度小。4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：包括机器人本体、安装在所述机器人本体上的布网机构与钻锚装置，以及对所述机器人本体、所述布网机构和所述钻锚机构进行控制的控制模块，所述机器人本体包括机体(8)、两组对称安装在机体(8)两侧的履带行走机构(7)和驱动所述履带行走机构(7)转动的行走驱动机构，所述机体(8)上设置有供支护网(5)盛放的支护网库(6)，所述布网机构包括安装在机体(8)上的机械臂机构(3)和安装在所述机械臂机构(3)末端且对支护网库(6)中支护网(5)进行抓取的抓网机械手(4)，所述机体(8)上设置有供所述钻锚机构滑移的滑移机构(31)；所述钻锚装置包括安装在机体(8)上的锚杆箱(2)、安装在机体(8)上的底架(1)、安装在底架(1)上且对从锚杆箱(2)滑落出的锚杆进行传送的链条传送机构和对待支护位置进行钻孔并安装锚杆的钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、安装在所述液压伸缩机构上的钻孔机构(41)和安装在所述钻孔机构上的锚杆架(23)，以及将所述链条传送机构上的锚杆夹装在锚杆架(23)上的上锚杆机械手(33)和将所述锚杆架(23)上的锚杆进行钻装的装锚杆机械手(44)，所述液压伸缩机构与所述滑移机构固定连接，所述钻孔机构(41)包括安装在所述液压伸缩机构上的钻杆进给机构、安装在所述钻杆进给机构上的钻机(25)与钻杆机械手(29)，以及安装在所述钻杆机械手(29)上的钻杆(30)，所述锚杆箱(2)的底面设置有出料口，所述出料口位于所述链条传送机构靠近所述锚杆箱(2)的一端的上方，所述底架(1)远离所述锚杆箱(2)的一端设置有锚杆槽(10)；所述控制模块包括控制器(50)，所述控制器(50)的输入端接有第一压力传感器(13)、第二压力传感器(15)、第三压力传感器(19)、第四压力传感器(24)、红外测距模块(49)，所述行走驱动机构、机械臂机构(3)、抓网机械手(4)、所述链条传送机构、上锚杆机械手(33)、所述液压伸缩机构、装锚杆机械手(44)、钻杆机械手(29)和钻机(25)均由控制器(50)进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：包括机器人本体、安装在所述机器人本体上的布网机构与钻锚装置，以及对所述机器人本体、所述布网机构和所述钻锚机构进行控制的控制模块，所述机器人本体包括机体(8)、两组对称安装在机体(8)两侧的履带行走机构(7)和驱动所述履带行走机构(7)转动的行走驱动机构，所述机体(8)上设置有供支护网(5)盛放的支护网库(6)，所述布网机构包括安装在机体(8)上的机械臂机构(3)和安装在所述机械臂机构(3)末端且对支护网库(6)中支护网(5)进行抓取的抓网机械手(4)，所述机体(8)上设置有供所述钻锚机构滑移的滑移机构(31)；所述钻锚装置包括安装在机体(8)上的锚杆箱(2)、安装在机体(8)上的底架(1)、安装在底架(1)上且对从锚杆箱(2)滑落出的锚杆进行传送的链条传送机构和对待支护位置进行钻孔并安装锚杆的钻锚机构，所述钻锚机构包括液压伸缩机构、安装在所述液压伸缩机构上的钻孔机构(41)和安装在所述钻孔机构上的锚杆架(23)，以及将所述链条传送机构上的锚杆夹装在锚杆架(23)上的上锚杆机械手(33)和将所述锚杆架(23)上的锚杆进行钻装的装锚杆机械手(44)，所述液压伸缩机构与所述滑移机构固定连接，所述钻孔机构(41)包括安装在所述液压伸缩机构上的钻杆进给机构、安装在所述钻杆进给机构上的钻机(25)与钻杆机械手(29)，以及安装在所述钻杆机械手(29)上的钻杆(30)，所述锚杆箱(2)的底面设置有出料口，所述出料口位于所述链条传送机构靠近所述锚杆箱(2)的一端的上方，所述底架(1)远离所述锚杆箱(2)的一端设置有锚杆槽(10)；所述控制模块包括控制器(50)，所述控制器(50)的输入端接有第一压力传感器(13)、第二压力传感器(15)、第三压力传感器(19)、第四压力传感器(24)、红外测距模块(49)，所述行走驱动机构、机械臂机构(3)、抓网机械手(4)、所述链条传送机构、上锚杆机械手(33)、所述液压伸缩机构、装锚杆机械手(44)、钻杆机械手(29)和钻机(25)均由控制器(50)进行控制。2.按照权利要求1所述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述机械臂机构(3)包括依次转动连接的第一段机械臂(73)、第二段机械臂(75)和第三段机械臂(77)，以及驱动所述第一段机械臂(73)、第二段机械臂(75)和第三段机械臂(77)转动的机械臂转动驱动机构，所述机械臂转动驱动机构包括驱动第一段机械臂(73)转动的第一舵机(72)、驱动第二段机械臂(75)转动的第二舵机(74)和驱动第三段机械臂(77)转动的第三舵机(76)；所述第三段机械臂(77)的末端设置有供抓网机械手(4)安装的抓网调节机构，所述抓网调节机构包括安装在第三段机械臂(77)的末端第一调节部件、安装在所述第一调节部件底部的第二调节部件和设置在所述第二调节部件底部的机械手安装板(79)，所述抓网机械手(4)为两组对称安装在机械手安装板(79)两端的机械爪(63)，所述第一调节部件包括与第三段机械臂(77)末端转动连接的转动板(65)和驱动转动板(65)转动的第四舵...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏伟，尚东森，王成龙，薛旭升，薛力猛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61