一种煤矿钻锚机器人及支护方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿钻锚机器人及支护方法，该装置包括机器人本体、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；该方法包括以下步骤：一、煤矿钻锚机器人的检查及初始化；二、煤矿钻锚机器人的移动；三、上锚杆作业；四、布网机构对支护网进行抓取并安装至待支护位置；五、在布网位置钻孔并安装锚杆，多次重复步骤三至步骤五，完成支护。本发明专利技术设计合理，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。

A mine drilling anchor robot and supporting method

The invention discloses a coal mine drilling and anchoring robot and its supporting method. The device comprises a robot body, a netting mechanism, a drilling and anchoring mechanism and a control module. The robot body includes a body, a crawler walking mechanism and a walking driving mechanism. The netting mechanism includes a manipulator arm mechanism and a netting manipulator. Sliding mechanism is arranged on the body, and the drilling and anchoring mechanism includes bolt box, chains transmission mechanism and drilling and anchoring mechanism. The method includes the following steps: 1. Inspection and initialization of drilling and anchoring robot in coal mine; 2. Moving of drilling and anchoring robot in coal mine; 3. Upper anchoring operation; 4. Grabbing support net by meshing mechanism. Fifth, drill holes and install bolts in the position of mesh distribution, repeat steps 3 to 5 several times to complete the support. The invention has reasonable design, integrates crawler walking mechanism, mesh distribution mechanism and drilling and anchoring mechanism, realizes automation and intellectualization of bolt support, and improves support efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿钻锚机器人及支护方法
本专利技术属于煤矿支护
，具体涉及一种煤矿钻锚机器人及支护方法。
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。专利技本文档来自技高网...

【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)...

【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(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)转动的第四舵机(78)，所述第二调节部件包括安装在转动板(65)底部的第五舵机(80)和与第五舵机(80)输出轴传动连接的中间连接板(64)，所述中间连接板(64)与机械手安装板(79)固定连接，且所述中间连接板(64)与机械手安装板(79)的中心线重合，所述机械手安装板(79)内设置有驱动所述机械爪(63)开合的第六舵机(82)，所述第一舵机(72)、第二舵机(74)、第三舵机(76)、第四舵机(78)和第五舵机(80)和第六舵机(82)均由控制器(50)进行控制。3.按照权利要求1所述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述履带行走机构(7)包括驱动轮安装板(7-6)、安装在驱动轮安装板(7-6)两端的前驱动轮(7-1)与后驱动轮(7-2)以及卷绕在前驱动轮(7-1)与后驱动轮(7-2)之间的履带(7-3)，所述前驱动轮(7-1)和后驱动轮(7-2)之间设置有上下两排对履带(7-3)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(7-1)至后驱动轮(7-2)布设在同一水平面上的支撑轮(7-4)，所述机体(8)上设置供支撑轮(7-4)安装的支撑轮轴(7-5)，所述驱动轮安装板(7-6)与机体(8)一侧面呈平行布设。4.按照权利要求1所述的一种煤矿钻锚机器人，其特征在于：所述链条传送机构包括两个设置在底架(1)内且呈水平平行布设的齿轮轴(17)、多个沿齿轮轴(17)长度方向均匀布设的链条齿轮机构和驱动所述齿轮轴(17)转动的齿轮轴驱动机构，所述齿轮轴驱动机构由控制器(50)进行控制，所述底架(1)远离锚杆箱(2)的一端设置有凹陷部，所述锚杆槽(10)由所述凹陷部与挡板(11)围成；所述锚杆架(23)包括中心轴(22)、多个套设在中心轴(22)上且供锚杆夹装的锚杆夹盘(20)和驱动所述中心轴(22)带动锚杆夹盘(20)旋转的锚杆架驱动机构，所述锚杆夹盘(20)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(22)传动连接，所述锚杆架驱动机构由控制器(50)进行控制。5.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(38)、沿无盖钻杆箱(38)长度方向布设的进给固定活塞杆(27)和安装在进给固定活塞杆(27)上的进给液压缸(87)，所述无盖钻杆...

【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：发明
国别省市：陕西,61