一种矿井自动排水机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井自动排水机器人系统，包括：排水机器人、排水机构、电缆机构；排水机器人上设有控制器以及与控制器电连接的：气体检测传感器、水压传感器、电机及液压泵组件、用于检测前方和侧方障碍物的避障机构、用于与地面监控中心交互的无线通讯模块。所述排水管路机构包括：若干软管连接成的排水管路，所述排水管路上至少接有一个软管快速接头，用于与所述排水机器人上设置的排水口连接以实现排水。本发明专利技术采用排水机器人代替传统的人工排水，提高作业效率，降低作业风险，此外，能够实时监控作业环境与状态，并与地面监控中心的数据通讯交互上传各类信息，全面且及时有效地掌握排水作业的进度和状态。握排水作业的进度和状态。握排水作业的进度和状态。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井自动排水机器人系统


[0001]本专利技术涉及矿井巷道排水
，特别是一种矿井自动排水机器人系统。

技术介绍

[0002]煤矿地质条件复杂，工作面及巷道易产生大量积水，严重影响矿井安全生产，尤其对突发涌水状况，涌水量大，人员无法靠近区域实现快速排水。
[0003]现有井下排水装置及作业方法存在如下问题：排水作业仍采用人工实时值守，排水时需人工操作，人员操作距离排水点近，作业风险高；排水设备固定点安装，对于突发应急工作面的积水无法及时转移设备进行有效排水；突发积水时的危险作业环境不能实时监测，不具备地面监控中心实时监控功能，地面人员无法查看井下积水点的周围气体环境变化以及排水情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述现有技术存在的问题，提供了一种矿井自动排水机器人系统，能够实现排水机器人自主或遥控行走，安装方式灵活，并且能有效监测危险作业环境并上报。
[0005]本专利技术公开了一种矿井自动排水机器人系统，包括：排水机器人、排水机构、电缆机构；所述排水机器人上设有控制器以及与所述控制器电连接的：气体检测传感器、水压传感器、电机及液压泵组件、用于检测前方和侧方障碍物的避障机构、用于与地面监控中心交互的无线通讯模块；
[0006]所述排水机器人底部设有液压渣浆泵和履带底盘，并且所述液压渣浆泵设置于左右两侧履带底盘之间，所述控制器连有第一液压阀组和第二液压阀组，所述第一液压阀组分别与电机及液压泵组件、液压渣浆泵连接，所述第二液压阀组分别与电机及液压泵组件和履带底盘连接，所述电机及液压泵组件连有液压油箱；
[0007]所述排水管路机构包括：若干软管连接成的排水管路，用于与矿井排水系统连接，所述排水管路上至少接有一个软管快速接头，用于与所述排水机器人上设置的排水口连接以实现排水；
[0008]所述电缆机构包括：电缆、电缆绞车、绞车控制箱，其中，所述电缆与所述排水机器人电连接用于供电，所述绞车控制箱与所述控制器电连接，所述绞车控制箱用于控制电缆绞车以调整所述电缆的输出长度。
[0009]进一步地，所述避障机构包括：分别设置于所述排水机器人左右两侧的侧向避障组件，所述侧向避障组件包括：超声波传感器、红外传感器，所述超声波传感器、所述红外传感器分别与所述控制器电连接；所述履带底盘上刚性连接有第一连接板，所述超声波传感器、所述红外传感器设置于所述第一连接板上，所述第一连接板上设有防护外壳，用于保护所述超声波传感器和所述红外传感器。
[0010]进一步地，所述避障机构包括：设置于所述排水机器人正面的正向避障组件，所述正向避障组件包括俯仰舵机组件，俯仰舵机组件连有云台，所述云台连有声呐、摄像仪和补
光灯，所述控制器电连接有旋转电机组件、所述俯仰舵机组件、所述声呐、所述摄像仪和所述补光灯，所述旋转电机组件与所述云台连接；
[0011]所述正向避障机构连有第二连接板，并通过所述第二连接板刚性连接在所述履带底盘上。
[0012]进一步地，所述气体传感器连有浮漂，用于支撑所述气体传感器漂浮在水面；
[0013]所述气体传感器与所述控制器连接的线缆外设有漂浮软管，用于保护所述气体传感器的线缆，所述漂浮软管为PVC软管，内径为10mm。
[0014]进一步地，所述排水机器人还设有防水等级达到IP68的防水外罩，所述第一液压阀组、所述第二液压阀组、所述电机及液压泵组件、所述液压油箱设置于所述防水外罩内。
[0015]进一步地，所述外罩内还设有语音报警器，所述语音报警器与所述控制器电连接。
[0016]进一步地，所述软管为PVC钢丝软管，内径为100mm，单节长度为10m。
[0017]进一步地，该系统还包括：电气控制箱，所述电气控制箱内设有所述控制器、所述无线通讯模块和本安型开关电源，其中，所述本安型开关电源用于为电气控制箱提供24V的直流电源，所述控制器为本安型控制器。
[0018]进一步地，所述电缆绞车和所述绞车控制箱设置于巷道硐室内。
[0019]本专利技术还公开了一种矿井自动排水机器人排水作业方法，包括：
[0020]排水机器人运行至排水管路所在位置，并将所述排水机器人的排水口与排水管路上的软管快速接头连接；
[0021]所述排水机器人连接电缆以获得供电开启排水作业，并且所述排水机器人与绞车控制箱通信连接，用于通过控制电缆绞车来控制所述电缆的下放长度；
[0022]所述排水机器人通过履带底盘行走时，实时通过避障机构检测障碍物并进行避障；
[0023]通过气体传感器和水压传感器分别获取气体检测信息、水位状态并通过无线通讯模块上传至地面监控中心；
[0024]完成排水作业时，将所述排水机器人与所述排水管路分离，通过所述绞车控制箱控制所述电缆绞车收回所述电缆。
[0025]本专利技术至少具有以下有益效果：
[0026]机器人具有远程遥控和自动避障行走的功能，并通过液压渣浆泵自动排水，代替传统的人工排水，提高作业效率，降低作业风险。
[0027]排水机器人具有与地面监控中心的数据通讯交互功能，由的无线通讯模块接至矿井现有4G管网，可以将水位深度信息、气体检测信息、自身状态信息上传地面监控中心，全面且及时有效地掌握排水作业的进度和状态。
[0028]本专利技术的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术优选实施例公开的自动排水机器人系统的结构原理图。
[0031]图2是本专利技术优选实施例公开的排水机器人的正视结构图。
[0032]图3是本专利技术优选实施例公开的自动排水机器人的整体结构图(有防水外罩)。
[0033]图4是本专利技术优选实施例公开的自动排水机器人的避障机构的局部放大图。
[0034]图5是本专利技术优选实施例公开的自动排水机器人的整体结构图(无防水外罩)。
[0035]图6是本专利技术优选实施例公开的自动排水机器人的电路原理图。
[0036]其中，10
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自动排水机器人，11
‑
电缆，12
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PVC钢丝软管，13
‑
软管快速接头，14
‑
巷道硐室，15
‑
电缆绞车，16
‑
绞车控制箱，20
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外罩，21
‑
气体检测传感器，22
‑
浮漂，23
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漂浮软管，24
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侧向避障组件，25
‑
正向避障组件，26
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履带底盘，28
‑
电源线缆连接端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井自动排水机器人系统，其特征在于，包括：排水机器人、排水机构、电缆机构；所述排水机器人上设有控制器以及与所述控制器电连接的：气体检测传感器、水压传感器、电机及液压泵组件、用于检测前方和侧方障碍物的避障机构、用于与地面监控中心交互的无线通讯模块；所述排水机器人底部设有液压渣浆泵和履带底盘，并且所述液压渣浆泵设置于左右两侧的所述履带底盘之间，所述控制器连有第一液压阀组和第二液压阀组，所述第一液压阀组分别与所述电机及液压泵组件、所述液压渣浆泵连接，所述第二液压阀组分别与所述电机及液压泵组件和所述履带底盘连接，所述电机及液压泵组件连有液压油箱；所述排水管路机构包括：若干软管连接成的排水管路，用于与矿井排水系统连接，所述排水管路上至少接有一个软管快速接头，用于与所述排水机器人上设置的排水口连接以实现排水；所述电缆机构包括：电缆、电缆绞车、绞车控制箱，其中，所述电缆与所述排水机器人电连接用于供电，所述绞车控制箱与所述控制器电连接，所述绞车控制箱用于控制电缆绞车以调整所述电缆的输出长度。2.根据权利要求1所述的矿井自动排水机器人系统，其特征在于，所述避障机构包括：分别设置于所述排水机器人左右两侧的侧向避障组件，所述侧向避障组件包括：超声波传感器、红外传感器，所述超声波传感器、所述红外传感器分别与所述控制器电连接；所述履带底盘上刚性连接有第一连接板，所述超声波传感器、所述红外传感器设置于所述第一连接板上，所述第一连接板上设有防护外壳，用于保护所述超声波传感器和所述红外传感器。3.根据权利要求1所述的矿井自动排水机器人系统，其特征在于，所述避障机构包括：设置于所述排水机器人正面的正向避障组件，所述正向避障组件包括俯仰舵机组件，所述俯仰舵机组件连有云台，所述云台连有声呐、摄像仪和补光灯，所述控制器电连接有旋转电机组件、所述俯仰舵机组件、所述声呐、所述摄像仪和所述补光灯，所述旋转电机组件与所述云台连接；所述正向避障机构连有第二连接板，并通过所述第二连接板刚性连接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，赵红菊，周海江，张黎，赵新桐，张平，姜军，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：