煤矿综采工作面控制机器人、系统及运行方法技术方案

本发明专利技术公开一种煤矿综采工作面控制机器人、系统及运行方法，煤矿综采工作面控制机器人包括：集中控制单元、分别设置在集中控制单元两侧的两自适应伸缩臂，每个自适应伸缩臂的前端与集中控制单元连接，每个自适应伸缩臂的末端设置有旋转关节臂，每个旋转关节臂上设置有自适应吸合装置；自适应吸合装置能够吸合或脱离设置在煤矿综采工作面上的停靠固定装置；自适应伸缩臂的末端设置有与集中控制单元顶部垂直的垂直旋转轴，旋转关节臂与自适应伸缩臂枢接，能够绕垂直旋转轴旋转。本发明专利技术无需设置专用轨道，机器人运行空间不受限制，不与其它设备干涉。

Control robot, system and operation method of fully mechanized coal mining face

The invention discloses a control robot, system and operation method of a coal mine fully mechanized face. A coal mine fully mechanized face control robot consists of a centralized control unit, a two adaptive telescopic arm set on both sides of the centralized control unit, and the front end of each adaptive telescopic arm is connected with the control unit in a set, and each adaptive extension is extended. The end of the contraction arm is set with a rotating joint arm. An adaptive suction device is set on each arm of the rotary joint. The adaptive suction device can suck or separate the fixed fixer set on the coal mine fully mechanized face; the end of the adaptive telescopic arm has a vertical axis of rotation perpendicular to the top of the centralized control unit. The boom is pivoted with the adaptive telescopic arm to rotate around the vertical rotation axis. The invention does not need to set up a dedicated track, and the robot's running space is not limited, and it does not interfere with other devices.

【技术实现步骤摘要】
煤矿综采工作面控制机器人、系统及运行方法
本专利技术涉及煤矿相关
，特别是一种煤矿综采工作面控制机器人、系统及运行方法。
技术介绍
煤矿综采工作面的自动化程度在逐步提高，已经实现了采煤机自动记忆割煤、液压支架自动拉架、推溜、工作面顺槽集中控制、地面监控中心远程控制等功能，工作面设备操作人员数量不断减少，但距离真正的无人开采还有一定的距离，需有专人在工作面进行巡检，检查设备运行状态，遇到特殊情况进行人为干预。在薄煤层工作面，行人通道狭小，自动化割煤过程中人员巡检难度更大。现有常规的人员巡查方式，只能通过肉眼观察设备、工作面的情况，携带的便携式仪器也只能对设备做一些简单的温度参数检测，无法对工作面设备及煤层情况作出更多的检测以及信息的传输。为此，现有技术设计在工作面的轨道巡检机器人，然而，现有的轨道巡检机器人需要布置行走轨道，但是应综采工作面空间位置有限，行走轨道布置不方便，且机器人搭载的设备较少，一般只是具有视频监控和红外测温功能，不能满足自动化工作面实现无人开采的需求。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术的轨道巡检机器人需要布置行走轨道，无法适应综采工作面空间位置有限的技术问题，提供一种煤矿综采工作面控制机器人、系统及运行方法。本专利技术提供一种煤矿综采工作面控制机器人，包括：集中控制单元、分别设置在所述集中控制单元两侧的两自适应伸缩臂，每个所述自适应伸缩臂的前端与所述集中控制单元连接，每个所述自适应伸缩臂的末端设置有旋转关节臂，每个所述旋转关节臂上设置有自适应吸合装置；所述自适应吸合装置能够吸合或脱离设置在煤矿综采工作面上的停靠固定装置；所述自适应伸缩臂的末端设置有与所述集中控制单元顶部垂直的垂直旋转轴，所述旋转关节臂与所述自适应伸缩臂枢接，能够绕所述垂直旋转轴旋转；所述自适应伸缩臂能够沿所述自适应伸缩臂的轴线方向伸缩；所述集中控制单元通过无线网络获取煤矿综采工作面上一个或多个设备的运行数据、或监测信息，在处理后通过无线网络上传到工作面基站。进一步的，所述自适应吸合装置包括机器视觉模块、吸盘、以及机械锁死装置，所述停靠固定装置上设置有标志物和电磁铁，所述自适应吸合装置在所述机器视觉模块识别到所述标志物后，控制吸盘与所述电磁铁吸合，并控制所述机械锁死装置锁死吸盘。更进一步的，所述停靠固定装置设置有充电插头，所述自适应吸合装置上还设置有与所述充电插头配合的充电插座。进一步的，所述自适应伸缩臂的末端还设置有与所述集中控制单元顶部平行的水平旋转轴，所述旋转关节臂还能够绕所述水平旋转轴旋转。进一步的，所述集中控制单元根据获得的所述运行数据、或监测信息，进行判断决策后控制煤矿综采工作面上一个或多个设备的运行。再进一步的，还包括定向检测单元，所述定向检测单元包括与所述集中控制单元连接的检测底盘、一个或多个与所述集中控制单元通信连接的检测器、以及检测器平台，所述检测器设置在所述检测器平台上，所述检测底盘上设置有底盘旋转轴，所述检测平台与所述检测底盘枢接，能够根据所述检测器检测的信号绕所述底盘旋转轴旋转。本专利技术提供一种煤矿综采工作面控制机器人系统，包括：设置在煤矿综采工作面的多个液压支架上的多个停靠固定装置、以及如前所述的煤矿综采工作面控制机器人，所述煤矿综采工作面控制机器人的所述自适应吸合装置能够吸合或脱离所述停靠固定装置。进一步的，所述停靠固定装置设置在液压支架的顶梁的底部。本专利技术提供一种如前所述的煤矿综采工作面控制机器人系统的运行方法，包括：控制所述煤矿综采工作面控制机器人的一所述自适应伸缩臂的末端的所述自适应吸合装置与所述停靠固定装置脱开；另一所述自适应伸缩臂的末端的所述旋转关节臂绕所述垂直旋转轴旋转，带动其余部件做圆周运动；将脱开停靠固定装置一端的所述自适应伸缩臂的末端旋转至下一所述停靠固定位置，并控制该端的自适应吸合装置吸合所述停靠固定装置。进一步的，所述煤矿综采工作面控制机器人系统包括多个所述煤矿综采工作面控制机器人，每预设N台所述液压支架设置一台所述煤矿综采工作面控制机器人，多个所述煤矿综采工作面控制机器人之间协同运行，所述N为大于2的自然数。本专利技术无需设置专用轨道，机器人运行空间不受限制，不与其它设备干涉，且机器人运行位置安全，采煤过程中蹦出的煤块不易砸到机器人。同时，机器人功能完善，能够满足自动化无人综采工作的监控需求，替代人工巡视，提高巡视效率和准确度。附图说明图1为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人的正视图；图2为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人的俯视图；图3为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人的侧视图；图4为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人系统的仰视图；图5为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人系统的侧视图；图6为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人系统的运行方法的工作流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。如图1～3所示为本专利技术一种煤矿综采工作面控制机器人的结构示意图，包括：集中控制单元14、分别设置在所述集中控制单元14两侧的两自适应伸缩臂13，每个所述自适应伸缩臂13的前端与所述集中控制单元14连接，每个所述自适应伸缩臂13的末端设置有旋转关节臂12，每个所述旋转关节臂12上设置有自适应吸合装置11；所述自适应吸合装置11能够吸合或脱离设置在煤矿综采工作面上的停靠固定装置；所述自适应伸缩臂13的末端设置有与所述集中控制单元14顶部垂直的垂直旋转轴，所述旋转关节臂12与所述自适应伸缩臂13枢接，能够绕所述垂直旋转轴旋转；所述自适应伸缩臂13能够沿所述自适应伸缩臂的轴线方向伸缩；所述集中控制单元14通过无线网络获取煤矿综采工作面上一个或多个设备的运行数据、或监测信息，在处理后通过无线网络上传到工作面基站。具体来说，旋转关节臂12是机器人运动的主要部件，其至少具有水平旋转自由度。当机器人需要运动时，一端的吸盘与固定装置脱开，另一端的关节臂垂直轴旋转，带动其余部件做圆周运动，将脱开这一端的旋转至下一固定位置，两个旋转关节臂交替动作，实现机器人在工作面上采用“长臂猿”式仿生智能运动方式。自适应伸缩臂13为主要支承部件，用于连接旋转关节臂12和集中控制单元14。自适应伸缩臂13可根据停靠固定装置的位置，自动伸缩，确保停靠固定装置有变化时自适应吸合装置11能准确找到停靠固定装置。集中控制单元14是机器人的核心控制单元。在该部分设置无线信号收发装置，内置专用通讯协议及接口，综采工作面各类设备的运行数据、监测信息通过无线网络传输到控制单元，控制单元处理后，再通过无线网络传到工作面基站。本专利技术无需设置专用轨道，机器人运行空间不受限制，不与其它设备干涉，且机器人运行位置安全，采煤过程中蹦出的煤块不易砸到机器人。同时，机器人功能完善，能够满足自动化无人综采工作的监控需求，替代人工巡视，提高巡视效率和准确度。在其中一个实施例中，所述自适应吸合装置11包括机器视觉模块、吸盘、以及机械锁死装置，所述停靠固定装置上设置有标志物和电磁铁，所述自适应吸合装置在所述机器视觉模块识别到所述标志物后，控制吸盘与所述电磁铁吸合，并控制所述机械锁死装置锁死吸盘。本实施例的吸盘与停靠固定装置配合，用于固定机器人。吸盘上设有机器视觉系统，通过机器视觉识别固定装置上的标志物，自动找到停靠固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿综采工作面控制机器人，其特征在于，包括：集中控制单元、分别设置在所述集中控制单元两侧的两自适应伸缩臂，每个所述自适应伸缩臂的前端与所述集中控制单元连接，每个所述自适应伸缩臂的末端设置有旋转关节臂，每个所述旋转关节臂上设置有自适应吸合装置；所述自适应吸合装置能够吸合或脱离设置在煤矿综采工作面上的停靠固定装置；所述自适应伸缩臂的末端设置有与所述集中控制单元顶部垂直的垂直旋转轴，所述旋转关节臂与所述自适应伸缩臂枢接，能够绕所述垂直旋转轴旋转；所述自适应伸缩臂能够沿所述自适应伸缩臂的轴线方向伸缩；所述集中控制单元通过无线网络获取煤矿综采工作面上一个或多个设备的运行数据、或监测信息，在处理后通过无线网络上传到工作面基站。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿综采工作面控制机器人，其特征在于，包括：集中控制单元、分别设置在所述集中控制单元两侧的两自适应伸缩臂，每个所述自适应伸缩臂的前端与所述集中控制单元连接，每个所述自适应伸缩臂的末端设置有旋转关节臂，每个所述旋转关节臂上设置有自适应吸合装置；所述自适应吸合装置能够吸合或脱离设置在煤矿综采工作面上的停靠固定装置；所述自适应伸缩臂的末端设置有与所述集中控制单元顶部垂直的垂直旋转轴，所述旋转关节臂与所述自适应伸缩臂枢接，能够绕所述垂直旋转轴旋转；所述自适应伸缩臂能够沿所述自适应伸缩臂的轴线方向伸缩；所述集中控制单元通过无线网络获取煤矿综采工作面上一个或多个设备的运行数据、或监测信息，在处理后通过无线网络上传到工作面基站。2.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面控制机器人，其特征在于，所述自适应吸合装置包括机器视觉模块、吸盘、以及机械锁死装置，所述停靠固定装置上设置有标志物和电磁铁，所述自适应吸合装置在所述机器视觉模块识别到所述标志物后，控制吸盘与所述电磁铁吸合，并控制所述机械锁死装置锁死吸盘。3.根据权利要求2所述的煤矿综采工作面控制机器人，其特征在于，所述停靠固定装置设置有充电插头，所述自适应吸合装置上还设置有与所述充电插头配合的充电插座。4.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面控制机器人，其特征在于，所述自适应伸缩臂的末端还设置有与所述集中控制单元顶部平行的水平旋转轴，所述旋转关节臂还能够绕所述水平旋转轴旋转。5.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面控制机器人，其特征在于，所述集中控制单元根据获得的所述运行数据、或监测信息，进行判断决策后控制煤矿综采工作面上一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东，王海军，罗宇，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11