一种超长作业半径的井下探测式特种机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块。利用摆臂机器人中的摆臂越障模块实现机器人在井下的高性能越障；通过使用信标基站释放装置，配合信标基站系统，实现机器人在井下作业时通讯信号的实时增程和通讯功能，可靠性高，扩大了机器人的作业范围，解决了目前井下探测机器人因依赖线缆而导致的作业半径小、易缠绕被困等难题。

A special underground detection robot with super long working radius

【技术实现步骤摘要】
一种超长作业半径的井下探测式特种机器人
本技术属于机器人
，具体涉及一种超长作业半径的井下探测式特种机器人。
技术介绍
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤矿开采中瓦斯爆炸、涌水、火灾等事故会严重危害工作人员生命安全、制约煤炭作业发展。目前事故发生后的主要救援手段还是依赖人工救助，由于灾后环境复杂恶劣、空间狭窄、充满有毒和易燃易爆气体等，并且随时可能发生二次灾害，严重威胁救援人员生命安全，对抢夺矿井黄金救援时间提出巨大挑战。因此，研制适用于复杂恶劣环境的矿井探测机器人实现事故灾害后的快速侦察和探测以提高救援效率、抢夺救援时机并降低人员伤亡迫在眉睫。当前，由于井下环境狭窄、信号遮挡严重，如何实现机器人在复杂遮挡环境中高稳定、大范围组网和通讯，是实现机器人超远程井下探测工作的数据通讯基础。针对提升井下探测机器人通讯距离的方式，目前可参考方案较少。可供参考的有申请号为201611104717.6的专利公开了基于无线通信传播特性井下救援机器人通讯节点布放方法，包括步骤：一、获取地理信息采集井下巷道地形参数；二、判断井下巷道壁是否有堆积障碍；三、判断煤矿救援机器人是否可以通过井下巷道壁堆积障碍；四、判断井下巷道壁堆积障碍是否为单侧巷道壁堆积障碍；五、煤矿救援机器人返回起点；六、单侧巷道壁堆积障碍下通讯节点的布放；七、双侧巷道壁堆积障碍下通讯节点的布放；八、多次循环步骤二至步骤七，直至完成井下通讯节点的布放过程。该专利通过煤矿救援机器人识别井下现场环境，实时探测井下通信信号强度，自主布放通讯节点，建立优化的无线网络环境，有效解决复杂环境中数据传输的问题。该技术方案主要依靠障碍物探测传感器，通过判断电磁波是否遮挡而判定是否布放节点，但是电磁波在井下还会通过反射等传输，这种判断方式并不准确；另外，这种判断方式不仅依赖外部传感器，而且判断逻辑复杂，一般发生矿难时，井下探测的时间非常宝贵；而且该技术方案仅是方法，没有硬件装置或机构。目前，机器人在井下主要依靠有线信号传输，导致机器人运动范围有限，极易被障碍物困住而无法脱身。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超长作业半径的井下探测式特种机器人。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块，基站存储模块固定于摆臂式机器人的移动平台本体的后部，基站存储模块内设置有多个信标基站，基站存储模块的后端出口处设有基站释放模块，基站存储模块的前端设有压簧，用以将信标基站压至基站存储模块后端的基站释放模块处。具体的，所述摆臂式机器人包括移动平台本体、摆臂越障模块、履带行走模块、控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块，移动平台本体的左右两侧均连接有履带行走模块，履带行走模块的前后两端均设有摆臂越障模块，控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块均设置于移动平台本体上，通讯天线与平台通讯模块电气连接，能源模块分别与控制驱动模块、平台通讯模块电气连接，控制驱动模块分别与摆臂越障模块、履带行走模块、平台通讯模块、探测模块电气连接。具体的，所述信标基站包括保护壳体、信标天线、信标通讯模块、信标电源和信标控制模块，保护壳体为不倒翁形，信标天线设置于保护壳体顶部，信标通讯模块、信标电源和信标控制模块设置于保护壳体内，信标天线与信标通讯模块连接，信标通讯模块、信标电源均与信标控制模块电气连接。具体的，所述基站存储模块为槽形结构，槽的深度随着基站存储模块由前到后而逐渐变深，多个信标基站依次排列于基站存储模块的槽内，压簧固定于槽的前端。具体的，所述基站释放模块包括前后设置的第一基站释放组件和第二基站释放组件，第一基站释放组件和第二基站释放组件结构相同，对向错位设置，第一基站释放组件和第二基站释放组件均包括隔离板以及与隔离板连接且能够带动隔离板抬升或下放的执行机构，隔离板横向设置于基站存储模块的出口处，执行机构与控制驱动模块连接。具体的，所述执行机构内设有舵机，舵机的转轴与隔离板的末端连接，执行机构中的舵机还与控制驱动模块连接。具体的，所述第一基站释放组件和第二基站释放组件之间的间距大于信标基站的最粗直径值。具体的，所述地面控制站包括控制柜主体和设置于控制柜主体上的显示模块、控制模块和通讯模块，显示模块、通讯模块均与控制模块电气连接，通讯模块还与摆臂式机器人中的平台通讯模块和通讯扩展组件的信标基站无线连接。本技术具有以下有益效果：本技术利用摆臂机器人中的摆臂越障模块实现机器人在井下的高性能越障；通过使用信标基站释放装置，配合信标基站系统，实现机器人在井下作业时通讯信号的实时增程和通讯功能，可靠性高，扩大了机器人的作业范围，解决了目前井下探测机器人因依赖线缆而导致的作业半径小、易缠绕被困等难题。附图说明图1是本技术井下探测式特种机器人的整体立体结构示意图。图2是本技术井下探测式特种机器人去除地面控制站后的主视结构示意图。图3是本技术井下探测式特种机器人去除地面控制站后的左视结构示意图。图4是本技术井下探测式特种机器人去除地面控制站后的右视结构示意图。图5是本技术井下探测式特种机器人去除地面控制站后的俯视结构示意图。图6是图1中A部分的局部结构放大图。图7是本技术井下探测式特种机器人的信标基站的立体结构示意图。图8是本技术井下探测式特种机器人的地面控制站的主视结构示意图。图9是本技术井下探测式特种机器人探测作业时通讯增程示意图。具体实施方式以下是本技术的具体实施例，对本技术的技术方案做进一步描述，但是本技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本技术构思的改变或等同替代均包括在本技术的保护范围之内。如图1所示，一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，包括摆臂式机器人1、通讯扩展组件2、地面控制站3，通讯扩展组件2设置于摆臂式机器人1上，摆臂式机器人1、通讯扩展组件2分别与地面控制站3无线连接。如图2-5所示，摆臂式机器人1包括移动平台本体11、摆臂越障模块12、履带行走模块13、控制驱动模块14、平台通讯模块15、能源模块16、通讯天线17、探测模块18。移动平台本体11为方形腔体构造，内部设置有各电气元件等。移动平台本体11的左右两侧均连接有履带行走模块13，履带行走模块13的前后两端均设有摆臂越障模块12，控制驱动模块14、平台通讯模块15、能源模块16、通讯天线17、探测模块18均设置于移动平台本体11上。通讯天线17与平台通讯模块15电气连接，能源模块16分别与控制驱动模块14、平台通讯模块15电气连接，控制驱动模块14分别与摆臂越障模块12、履带行走模块13、平台通讯模块15、探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块，基站存储模块固定于摆臂式机器人的移动平台本体的后部，基站存储模块内设置有多个信标基站，基站存储模块的后端出口处设有基站释放模块，基站存储模块的前端设有压簧，用以将信标基站压至基站存储模块后端的基站释放模块处。/n

【技术特征摘要】
1.一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块，基站存储模块固定于摆臂式机器人的移动平台本体的后部，基站存储模块内设置有多个信标基站，基站存储模块的后端出口处设有基站释放模块，基站存储模块的前端设有压簧，用以将信标基站压至基站存储模块后端的基站释放模块处。


2.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述摆臂式机器人包括移动平台本体、摆臂越障模块、履带行走模块、控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块，移动平台本体的左右两侧均连接有履带行走模块，履带行走模块的前后两端均设有摆臂越障模块，控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块均设置于移动平台本体上，通讯天线与平台通讯模块电气连接，能源模块分别与控制驱动模块、平台通讯模块电气连接，控制驱动模块分别与摆臂越障模块、履带行走模块、平台通讯模块、探测模块电气连接。


3.如权利要求1所述的超长作业半径的井下探测式特种机器人，其特征在于，所述信标基站包括保护壳体、信标天线、信标通讯模块、信标电源和信标控制模块，保护壳体为不倒翁形，信标天线设置于保护壳体顶部，信标通讯模块、信标电源和信标控制模块设置于保护壳体内，信标天线与信标通讯模块连接，信标通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明松，鲍威，刘文涛，孙洪秀，李希彬，段立夫，
申请(专利权)人：山东阿图机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37