基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法，包括巡检轨道、机器人本体及充电站，机器人本体上设置有为机器人本体的电池充电提供转换电能的发电机，所述充电站包括设置于巡检轨道上的基座、安装于基座上的电动机、与电动机传动连接的对接轴及设置于基座上用于调整对接轴的空间位置的对接调整组件，所述发电机的输入端上设置有与对接轴接合的对接孔；使用本机构的充电方法为：将机器人本体在巡检轨道上运行到靠近充电站的位置上；启动电动机，电动机带动对接轴缓慢转动，机器人本体朝向充电对接调整机构继续运行，至对接孔和对接轴可以成功对接，此时电动机按额定转速带动发电机快速转动发电。本发明专利技术避免了对接轴与对接孔卡死的情况发生，提高充电对接成功率。

【技术实现步骤摘要】
基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法
本专利技术涉及矿用机器人充电
，具体涉及一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法。
技术介绍
矿用巡检机器人通常采用蓄电池供电，当蓄电池电量不足时，需要到充电站充电。目前矿用巡检机器人在井下充电最为可行的方案为非电气接触式的充电方法。专利《煤矿井下自主移动设备自动充电装置》中提到一种通过四棱锥形轴孔传递机械能的方案，该方案避免了充电接口的复杂的防爆设计，并采用梅花锥形设计降低对接难度，但对接过程中没有充分考虑梅花锥形轴与梅花锥形孔的对接角度，存在轴孔端口顶死，轴孔无法正确对接导致充电失败的问题。因此，为解决以上问题，需要一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法，能够解决在对接充电过程中产生卡死无法对接的问题，提高充电对接的可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法，能够不管在任何初始状态下都可以实现成功对接，完成充电，提高了充电对接的可靠性。本专利技术的基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构，包括巡检轨道、滑设于巡检轨道上的机器人本体及设置于巡检轨道上的充电站，充电站一般设置于巡检轨道的端部，机器人本体上设置有为机器人本体的电池充电提供转换电能的发电机，所述充电站包括设置于巡检轨道上的基座、安装于基座上的电动机、与电动机传动连接的对接轴及设置于基座上用于调整对接轴的空间位置的对接调整组件，所述发电机的输入端上设置有与对接轴接合的对接孔；所述对接轴为鼓形外齿轮，所述对接孔为鼓形内齿轮，所述对接轴和对接孔可完全啮合，所述对接轴与电动机输出端之间设置有辅助对接轴与对接孔在转动过程中顺利啮合的缓冲组件。进一步，所述缓冲组件包括用于限定对接轴周向自由度的轴套及设置于轴套与对接轴之间用于调整对接轴径向位移的弹簧，所述弹簧处于压缩状态。进一步，所述电动机通过第一联轴器连接至与对接轴连接的缓冲组件，将电动机的转动通过缓冲组件传递给对接轴。进一步，所述对接调整组件包括调整螺钉及开设于基座与电动机上由调整螺钉连接可相互移动的条形孔。进一步，所述第一联轴器与缓冲组件之间还设置有第一减速器，所述第一减速器用于在电动机和对接轴之间起匹配转速和传递转矩的作用。进一步，所述发电机通过第二联轴器连接至对接孔，将对接孔接收到的转动传递到发电机。进一步，所述第二联轴器与对接孔之间还设置有用于提高发电机转速的第二减速器，所述第二减速器用于在对接孔和发电机之间起匹配转速和传递转矩的作用。进一步，所述电动机为变频电动机。一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构的充电对接方法，包括：S1.将机器人本体在巡检轨道上运行到靠近充电站的位置上；S2.启动电动机，电动机转动且带动对接轴缓慢转动，机器人本体朝向充电对接调整机构继续运行，至对接孔和对接轴可以成功对接，此时电动机按额定转速带动发电机快速转动发电；S3.充电完成后，停止电动机，机器人离开充电站，断开对接。由于电动机的转速经由第一减速器的减速之后对接轴的转速较低，当与对接孔的初始角度无法啮合时在缓冲组件的辅助下对接轴可以朝向远离对接孔的方向回缩一端距离，此时对接轴依然处于转动过程中，当对接轴旋转到可以与对接孔完全啮合的角度时，处于压缩状态的弹簧将直接把对接轴压入到对接孔中，是对接轴和对接孔完成啮合，而进行充电。本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构及方法，对接过程中对接孔的内齿和对接轴的外齿进行啮合时，当内齿和外齿存在不能啮合时，可以借助电动机的转动使得对接轴转过一定角度，在缓冲组件内的弹簧的弹力的作用下有朝向对接孔运动的趋势，当对接轴转动到合适的角度时便可与对接轴进行完全的啮合，避免了对接轴与对接孔卡死的情况发生，提高充电对接成功率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1中缓冲组件的局部放大图。具体实施方式图1为本专利技术的结构示意图，如图所示，本实施例中的基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构包括巡检轨道3、滑设于巡检轨道3上的机器人本体2及设置于巡检轨道3上的充电站1，充电站1一般设置于巡检轨道3的端部，机器人本体2上设置有为机器人本体2的电池充电提供转换电能的发电机21，所述充电站1包括设置于巡检轨道3上的基座16、安装于基座16上的电动机11、与电动机11传动连接的对接轴15及设置于基座16上用于调整对接轴15的空间位置的对接调整组件，所述发电机21的输入端上设置有与对接轴15接合的对接孔24；所述对接轴15为鼓形外齿轮，所述对接孔24为鼓形内齿轮，所述对接轴15和对接孔24可完全啮合，所述对接轴15与电动机11输出端之间设置有辅助对接轴15与对接孔24在转动过程中顺利啮合的缓冲组件14。本实施例中，所述缓冲组件14包括用于限定对接轴15周向自由度的轴套141及设置于轴套141与对接轴15之间用于调整对接轴15径向位移的弹簧142，所述弹簧142处于压缩状态。本实施例中，所述电动机11通过第一联轴器12连接至与对接轴15连接的缓冲组件14，将电动机11的转动通过缓冲组件14传递给对接轴15。本实施例中，所述对接调整组件包括调整螺钉及开设于基座16与电动机11上由调整螺钉连接可相互移动的条形孔。本实施例中，所述第一联轴器12与缓冲组件14之间还设置有第一减速器13，所述第一减速器13用于在电动机11和对接轴15之间起匹配转速和传递转矩的作用。本实施例中，所述发电机21通过第二联轴器22连接至对接孔24，将对接孔24接收到的转动传递到发电机21。本实施例中，所述第二联轴器22与对接孔24之间还设置有用于提高发电机21转速的第二减速器23，所述第二减速器23用于在对接孔24和发电机21之间起匹配转速和传递转矩的作用，另对接孔24采用阻燃抗静电非金属材料，防止对接过程及传动过程中产生火花。本实施例中，所述电动机11为变频电动机。一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构的充电对接方法，包括：S1.将机器人本体2在巡检轨道3上运行到靠近充电站1的位置上；S2.启动电动机11，电动机11转动且带动对接轴15缓慢转动，机器人本体2朝向充电对接调整机构1继续运行，至对接孔24和对接轴15可以成功对接，此时电动机11按额定转速带动发电机21快速转动发电；S3.充电完成后，停止电动机11，机器人离开充电站1，断开对接。巡检机器人在巡检过程中通过实时计算剩余电能W1及行驶至充电站所需的电能W2，当W1逐渐接近W2时，机器人本体2驶向充电站1进行充电。充电站1的变频电动机固定在H型巡检轨道3上，当机器人本体2的对接孔24逐渐靠近对接轴15时，变频电动机缓慢启动，机器人本体2的发电机21转轴上的鼓形内齿轮对接孔24与变频电动机输出轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构，包括巡检轨道、滑设于巡检轨道上的机器人本体及设置于巡检轨道上的充电站，机器人本体上设置有为机器人本体的电池充电提供转换电能的发电机，其特征在于：所述充电站包括设置于巡检轨道上的基座、安装于基座上的电动机、与电动机传动连接的对接轴及设置于基座上用于调整对接轴的空间位置的对接调整组件，所述发电机的输入端上设置有与对接轴接合的对接孔；/n所述对接轴为鼓形外齿轮，所述对接孔为鼓形内齿轮，所述对接轴和对接孔可完全啮合，所述对接轴与电动机输出端之间设置有辅助对接轴与对接孔在转动过程中顺利啮合的缓冲组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构，包括巡检轨道、滑设于巡检轨道上的机器人本体及设置于巡检轨道上的充电站，机器人本体上设置有为机器人本体的电池充电提供转换电能的发电机，其特征在于：所述充电站包括设置于巡检轨道上的基座、安装于基座上的电动机、与电动机传动连接的对接轴及设置于基座上用于调整对接轴的空间位置的对接调整组件，所述发电机的输入端上设置有与对接轴接合的对接孔；
所述对接轴为鼓形外齿轮，所述对接孔为鼓形内齿轮，所述对接轴和对接孔可完全啮合，所述对接轴与电动机输出端之间设置有辅助对接轴与对接孔在转动过程中顺利啮合的缓冲组件。


2.根据权利要求1所述的基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构，其特征在于：所述缓冲组件包括用于限定对接轴周向自由度的轴套及设置于轴套与对接轴之间用于调整对接轴径向位移的弹簧，所述弹簧处于压缩状态。


3.根据权利要求2所述的基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构，其特征在于：所述电动机通过第一联轴器连接至与对接轴连接的缓冲组件，将电动机的转动通过缓冲组件传递给对接轴。


4.根据权利要求3所述的基于鼓形齿轮的矿用巡检机器人充电对接机构，其特征在于：所述对接调整组件包括调整螺钉及开设于基座与电动机上由调整螺钉连接可相互移动的条形孔。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兴林，陈雨，周斌，秦伟，罗明华，方崇全，吴银成，徐敏，向兆军，佘影，张海峰，黄春，薛彦波，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50