一种并联龙门滚动行走临时支护机器人制造技术

本发明专利技术涉及机械技术领域，具体涉及一种并联龙门滚动行走临时支护机器人，包括机器人机体、顶板支护机构、支护位姿调节机构；所述机器人机体包括龙门框架机构、履带行走机构、PU联接副、URR联接副、左超声距离传感器和右超声距离传感器；所述顶板支护机构包括支护框架、履带机构、滚轮机构、超声距离传感器，支护框架通过PU联接副、URR联接副与龙门框架机构相连接；所述支护位姿调节机构包括电动缸、直线位移传感器、压力传感器，分别通过万向节与龙门框架机构和顶板支护机构相连接；本发明专利技术的临时支护机器人可以实现对复杂地质条件下顶板的连续、及时、稳定支护，能够及时对围岩进行支护，减小空顶距，保障了掘进作业的安全与高效。保障了掘进作业的安全与高效。保障了掘进作业的安全与高效。

【技术实现步骤摘要】
一种并联龙门滚动行走临时支护机器人


[0001]本专利技术涉及机械领域，具体涉及一种并联龙门滚动行走临时支护机器人
技术背景
[0002]目前，矿业研究的热点和难点主要集中在具有高效、可靠的井下临时支护设备。煤矿井下巷道环境恶劣，地质条件复杂多变，存在冒顶、片帮等灾害隐患。在没有临时支护的情况下，地质条件差的巷道需要
‘
随掘随锚
’
，频繁的交替作业严重制约了掘进的速度。而现有临时支护设备均存在反复支撑顶板、支护可靠性差、安全性低、对顶板支撑力不能自适应等问题，严重制约了矿井巷道掘进速度的提升，难以满足日益增长的煤矿快速、高效、安全的掘进需求。因此研发一种可以适应围岩变化、连续可靠支护、对围岩自适应支护的临时支护设备，是提高掘进安全、效率的重要保障。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题。本专利技术提供一种并联龙门滚动行走临时支护机器人，可以实现对顶板的连续、滚动支护，能够在掘进完成后对围岩进行及时支护，减小空顶距，提高掘进、支护效率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种并联龙门滚动行走临时支护机器人，包括机器人机体、顶板支护机构和支护位姿调节机构；
[0006]所述机器人机体包括履带行走机构、龙门框架机构、左超声距离传感器、右超声距离传感器、PU联接副、URR联接副、龙门框架连接件；
[0007]履带行走机构安装于龙门框架机构底端，左、右两侧各一个，用于为机器人提供行驶动力及转向功能；/>[0008]左超声距离传感器安装在龙门框架结构左下方，右超声距离传感器安装在龙门框架右下方，用于测量与掘进机的距离，从而保证在临时支护机器人在行走的过程中与掘进机不发生干涉；
[0009]龙门框架与支护框架通过PU联接副、URR联接副相连接，限制了顶板支护机构一个转动、两个移动自由度；
[0010]龙门框架连接件的数量为四个，安装在龙门框架结构下方四个角，用于与支护位姿调节机构相连接；
[0011]所述顶板支护机构包括支护框架、履带机构、滚轮机构、距离传感器；
[0012]支护框架通过PU联接副、URR联接副与机器人机体相连接，通过四个万向节与支护位姿调节机构的四个电动推杆相连接；
[0013]履带机构安装与支护框架的两侧，左、右各一个，履带机构可以提供驱动力，用于弥补机器人机体和支护机构的速度差，从而保持支护机构的稳定：
[0014]滚轮机构安装与支护框架上，支护框架运动时通过与顶板的摩擦力带动滚轮滚
动，减小支护框架运动时顶板对顶板的比压，同时可以对顶板连续、滚动、稳定支护；
[0015]应变传感器安装与支护框架的四个角，用于测量顶板的应变情况，从而得到顶板的空间位置变化情况；
[0016]支护机构连接件数量为四个，安装在支护框架下方四个角，用于与支护位姿调节机构相连接；
[0017]所述支护位姿调节机构的数量为四个，对称安装在顶板支护机构与履带行走机构之间，包括依次连接的上平台连接件、压力传感器、直线位移传感器、电动推杆、电动缸和下平台连接件；电动缸通过下平台连接件与龙门框架机构相连接；电动推杆通过上平台连接件与顶板支护结构相连接，通过调整四个电动推杆的伸长量，从而改变支护结构的位置与姿态；直线位移传感器用于测量四个电动推杆的伸缩量，从而达到对姿态的自适应控制；压力传感器用于测量四个电动推杆所承受的压力，通过对四个电动推杆支撑力协同控制，从而达到对顶板支撑力的自适应控制电动缸通过下平台连接件、履带连接件与履带行走机构相连接；
[0018]电动推杆通过上平台连接件、支护结构连接件与顶板支护结构相连接，通过调整四个电动推杆的伸长量，从而改变支护结构的位置与姿态；
[0019]直线位移传感器用于测量四个电动推杆的伸缩量，从而达到对姿态的自适应控制；
[0020]压力传感器用于测量四个电动推杆所承受的压力，通过对四个电动推杆支撑力协同控制，以达到对顶板支撑力的自适应控制。
[0021]进一步地，所述龙门框架机构上前后连接结构相同，可根据实际情况调整PU联接副和URR联接副的安装位置。
[0022]进一步地，所述滚轮机构安装在支护框架的上，可根据实际情况调整滚轮尺寸、数量，滚轮机构顶端与履带机构顶端位于同一水平面。
[0023]进一步地，上平台连接件安装于电动推杆上，有一定的旋转功能，上平台连接件与支护机构的连接件联接起来，形成万向节，下平台连接件安装于电动缸尾端，下平台连接件与龙门框架上的连接件联接起来，形成万向节。
[0024]进一步地，临时支护机器人的移动是通过履带行走机构提供驱动力完成的，临时支护机器人的转向是通过两个行走履带的速度差完成的。
[0025]进一步地，顶板支护机构通过其上的履带机构，完成对顶板的连续、滚动、稳定支护，通过支护机构上履带提供一定的驱动力，弥补上下履带速度差，使得支护结构保持稳定、可靠、连续支护。
[0026]进一步地，当掘进作业完成后，临时支护机器人接顶带压向前移动，其顶板支护机构会根据顶板质地条件自适应调整其支护姿态，以达到安全、可靠、及时支护的目的。
[0027]本专利技术具有以下有益效果：
[0028]本专利技术的临时支护机器人可以完成对复杂地质条件下顶板的连续、可靠、稳定支护，减少空顶距，提高掘进、支护效率。
[0029]本专利技术的临时支护机器人能够在复杂地质条件下与掘进、钻锚等系统协同作业，具有自主行走、精确定位、远程控制等功能，可大大提高复杂地质条件下掘进、支护效率。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例一种并联龙门滚动行走临时支护机器人的整体结构示意图。
[0031]图2是本专利技术实施例中机器人机体的结构示意图。
[0032]图3是本专利技术实施例中机器人支护机构的结构示意图。
[0033]图4是本专利技术实施例中机器人支护位姿调节机构的示意图。
[0034]图5为本专利技术工艺流程图。
[0035]具体实施方法
[0036]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0037]如图1
‑
图4所示，本专利技术实施例提供了一种并联龙门滚动行走临时支护机器人，包括：
[0038]机器人机体1，包括履带行走机构101、龙门框架机构102、左距离传感器103、右距离传感器104、PU联接副105、URR联接副106、龙门框架连接件107；履带行走机构101安装在龙门框架结构102的最底端，左、右两侧各一个，用于为机器人提供行驶动力，通过左、右履带速度差完成机器人转向；左距离传感器103安装在龙门框架结构102左下方；右距离传感器104安装在龙门框架102右下方，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联龙门滚动行走临时支护机器人，包括机器人机体(1)、顶板支护机构(2)及支护位姿调节机构(3)；其特征在于：所述机器人机体(1)包括履带行走机构(101)、龙门框架机构(102)、左超声距离传感器(103)、右超声距离传感器(104)、PU联接副(105)、URR联接副(106)、龙门框架连接件(107)；履带行走机构(101)安装在龙门框架结构(102)的最底端，左、右两侧各一个，用于为机器人提供行驶动力，通过左、右履带速度差完成机器人转向；左超声距离传感器(103)安装在龙门框架结构(102)左下方，右超声距离传感器(104)安装在龙门框架(102)右下方，用于测量机器人与掘进机的距离，保持临时支护机器人与掘进机的相对位置不变；PU联接副(105)和URR联接副(106)的两端分别与机器人机体(1)和顶板支护机构(2)相连接，限制了顶板支护机构(1)两个方向的移动和一个方向的转动；龙门框架连接件(107)的数量为四个，安装在龙门框架(102)结构下方四个角，用于与支护位姿调节机构(3)相连接；所述顶板支护机构(2)包括支护框架(201)、履带机构(202)、滚轮机构(203)、应变传感器(204)、支护机构连接件(205)；履带机构(202)对称安装在支护框架(201)的左右两侧，用于带动滚轮机构(203)实现对顶板的连续滚动支护；滚轮机构(203)位于支护框架(201)上，所有滚轮机构顶端与履带机构(202)顶端处于同一水平面，用于减小支护机构(2)对顶板的比压；支护机构连接件(205)数量为四个，安装在支护框架(201)下方四个角，用于与支护位姿调节机构(3)相连接；所述支护位姿调节机构(3)的数量为四个，对称安装在顶板支护机构(2)与履带行走机构(101)之间，包括依次连接的上平台连接件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王川伟，马宏伟，张恒，王赛赛，薛力猛，贾泽林，王鹏，毛清华，薛旭升，田海波，刘鹏，段优优，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：