斜井出渣机器人及斜井出渣方法技术

本发明专利技术公开了一种斜井出渣机器人及斜井出渣方法，包括：行走机构；悬吊机构，连接行走机构；回转出渣机构，包括回转结构及出渣结构，出渣结构通过回转结构与行走机构连接；其中，行走机构能在悬吊机构的吊装下带动回转出渣机构移动至斜井内出渣区域的附近，回转结构带动出渣结构转动而使出渣结构能将出渣区域的渣土转移。本发明专利技术通过悬吊机构将行走机构吊放至斜井内，能更好地适应斜井内狭小的空间，还能够控制行走机构在斜井内的上升和下降，从而提高行走机构的稳定性，并且防止行走机构失稳时滑落，保证施工安全；此外，能实现对斜井内出渣区域的渣土的无死角清理，进而实现占用斜井的底部较少空间的情况下的快速出渣作业，提高施工效率。施工效率。施工效率。

【技术实现步骤摘要】
斜井出渣机器人及斜井出渣方法


[0001]本专利技术涉及地下工程施工机械
，特别地，有关于一种斜井出渣机器人及斜井出渣方法。

技术介绍

[0002]抽水蓄能电站的修建有大量的大倾斜角度的斜井修建任务，出渣环节是制约抽水蓄能电站大倾斜角度斜井钻爆法开挖效率的关键环节。由于大倾斜角度斜井采用反井出渣的特性，决定其不可能采用需要占大量施工面积的挖掘机进行施工，所以目前大倾斜角度斜井钻爆法出渣主要是采用人工在洞底扒渣的方法进行出渣，这样需要人员在洞底作业长达5
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6个小时，效率较低且人员处于危险的状态。还有采用履带式耙渣机的机械臂进行扒渣，通过移动式转运机将渣石运输至带式输送机上，进而通过带式输送机将渣石运输至斜井隧道的隧道口地表，虽然在一定程度上提高了作业的效率，但却无法自主适应在大倾斜角度斜井里面的施工环境。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种斜井出渣机器人及斜井出渣方法，以解决目前大倾斜角度斜井的出渣装置无法自主适应在大倾斜角度斜井里面的施工环境，以及无法解放人力的技术问题。
[0004]本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0005]本专利技术提供一种斜井出渣机器人，包括：行走机构；悬吊机构，连接所述行走机构；回转出渣机构，包括回转结构及出渣结构，所述出渣结构通过所述回转结构与所述行走机构连接；其中，所述行走机构能在所述悬吊机构的吊装下带动所述回转出渣机构移动至所述斜井内出渣区域的附近，所述回转结构带动所述出渣结构转动而使所述出渣结构能将所述出渣区域的渣土转移。
[0006]本专利技术的实施方式中，所述行走机构包括主支撑结构，所述主支撑结构的顶部与所述悬吊机构连接，所述出渣结构通过所述回转结构安装在所述回转结构的底部。
[0007]本专利技术的实施方式中，所述行走机构还包括多条行走支腿，所述行走支腿包括腿部安装座、大腿部、小腿部以及行走部，所述腿部安装座与所述主支撑结构连接，所述大腿部的一端与所述腿部安装座铰接，所述大腿部的另一端与所述小腿部的一端铰接，所述小腿部的另一端与所述行走部的一端铰接，且所述大腿部通过大腿摆动伸缩件与所述腿部安装座连接，所述小腿部通过小腿摆动伸缩件与所述大腿部连接，所述行走部通过行走摆动伸缩件与所述小腿部连接。
[0008]本专利技术的实施方式中，所述行走部通过钩爪结构抓紧所述斜井的井壁，所述钩爪结构包括多个钩爪以及多个伸缩件，所述钩爪与所述行走支腿铰接，多个所述钩爪通过多个钩爪摆动伸缩件与所述行走支腿连接，多个所述钩爪摆动伸缩件伸长和缩短能带动多个所述钩爪收拢和张开。
[0009]本专利技术的实施方式中，所述行走支腿的数量为四条，四条所述行走支腿对称分布在所述回转出渣机构的两侧。
[0010]本专利技术的实施方式中，所述斜井的井口的周围安装有缆绳收放结构，所述悬吊机构包括缆绳以及悬吊滑轮，所述缆绳的一端与所述缆绳收放结构连接，所述缆绳的另一端通过所述悬吊滑轮与所述行走机构连接。
[0011]本专利技术的实施方式中，所述斜井的井口安装有操作台架，所述操作台架上架设有转向滑轮，所述缆绳绕过所述转向滑轮伸入所述斜井内。
[0012]本专利技术的实施方式中，所述出渣结构包括出渣臂，所述出渣臂包括臂部安装座、大臂部以及小臂部，所述臂部安装座与所述回转结构连接，所述大臂部的一端与所述臂部安装座铰接，所述大臂部的另一端与所述小臂部的一端铰接，所述大臂部通过大臂摆动伸缩件与所述臂部安装座连接，所述小臂部通过小臂摆动伸缩件与所述大臂部连接。
[0013]本专利技术的实施方式中，所述小臂部上安装有挖土斗或岩石破碎锤。
[0014]本专利技术的实施方式中，所述斜井出渣机器人还包括遥控模块以及控制模块，所述控制模块安装在所述行走机构上并与所述斜井外的所述遥控模块信号连接，所述控制模块能接收所述遥控模块下发的控制指令，并根据该控制指令控制所述行走机构进行行走以及控制所述回转出渣结构进行出渣。
[0015]本专利技术的实施方式中，所述斜井出渣机器人还包括动力机构以及液压站，所述动力机构包括内燃机及主电机，所述内燃机和所述主电机能分别给所述液压站提供动力而使所述液压站能通过驱动介质驱动所述行走机构以及所述回转出渣机构进行工作。
[0016]本专利技术还提供一种斜井出渣方法，包括以下步骤：行走机构在悬吊机构的吊装下带动回转出渣机构行走至斜井内的出渣区域的附近；所述回转出渣机构的回转结构带动出渣结构转动，所述出渣结构将所述出渣区域的渣土转移；行走机构调整其位置和/或姿态，直至所述出渣结构将所述出渣区域的各个位置处的渣土转移。
[0017]本专利技术的实施方式中，所述斜井的底部通过排渣洞与运渣洞相连通；所述出渣结构将所述出渣区域的渣土朝所述排渣洞的洞口转移而使所述渣土能沿着所述排渣洞落入所述运渣洞中。
[0018]本专利技术的实施方式中，所述行走机构包括多条行走支腿；所述斜井出渣方法还包括在进行渣土转移之前，判断所述行走机构当前的姿态是否稳定，包括以下步骤：根据多条所述行走支腿的与所述斜井的井壁接触的一端确定一多边形区域，并判断所述行走机构和所述回转出渣机构整体的重心是否位于所述多边形区域内；如果否，所述行走机构逐一移动多条所述行走支腿而调整其位置和/或姿态，并重复上述步骤，直至所述行走机构和所述回转出渣机构整体的重心位于所述多边形区域内。
[0019]本专利技术的特点及优点是：
[0020]本专利技术的斜井出渣机器人及斜井出渣方法，通过悬吊机构将行走机构吊放至斜井内，一方面能更好地适应斜井内狭小的空间，另一方面能够控制行走机构在斜井内的上升和下降，从而提高行走机构的稳定性，并且还能防止行走机构失稳时滑落；此外，利用回转结构带动出渣结构回转进行渣土的转移，从而能实现对斜井内出渣区域的渣土的无死角清理，进而实现占用斜井的底部较少空间的情况下的快速出渣作业；因此，本专利技术能够更好地适应斜井内的施工作业环境，可以将多名作业人员从繁重且危险的出渣工作中解放出来，
实现井下无人作业，做到高效、安全地出渣，保证了施工效率与施工安全。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0022]图1是本专利技术中斜井出渣机器人的结构示意图。
[0023]图2是本专利技术中斜井出渣机器人的使用状态图。
[0024]图3是本专利技术中斜井出渣机器人的行走支腿的结构示意图。
[0025]图4是本专利技术中动力机构的工作原理图。
[0026]图5是本专利技术中斜井出渣机器人的位姿调整流程图。
[0027]图中：
[0028]1、行走机构；11、主支撑结构；12、行走支腿；121、腿部安装座；122、大腿部；123、小腿部；124、行走部；125、大腿摆动伸缩件；126、小腿摆动伸缩件；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜井出渣机器人，其特征在于，包括：行走机构(1)；悬吊机构(2)，连接所述行走机构(1)；回转出渣机构(3)，包括回转结构及出渣结构(31)，所述出渣结构(31)通过所述回转结构与所述行走机构(1)连接；其中，所述行走机构(1)能在所述悬吊机构(2)的吊装下带动所述回转出渣机构(3)移动至所述斜井(5)内出渣区域(51)的附近，所述回转结构带动所述出渣结构(31)转动而使所述出渣结构(31)能将所述出渣区域(51)的渣土转移。2.根据权利要求1所述的斜井出渣机器人，其特征在于，所述行走机构(1)包括主支撑结构(11)，所述主支撑结构(11)的顶部与所述悬吊机构(2)连接，所述出渣结构(31)通过所述回转结构安装在所述回转结构的底部。3.根据权利要求2所述的斜井出渣机器人，其特征在于，所述行走机构(1)还包括多条行走支腿(12)，所述行走支腿(12)包括腿部安装座(121)、大腿部(122)、小腿部(123)以及行走部(124)，所述腿部安装座(121)与所述主支撑结构(11)连接，所述大腿部(122)的一端与所述腿部安装座(121)铰接，所述大腿部(122)的另一端与所述小腿部(123)的一端铰接，所述小腿部(123)的另一端与所述行走部(124)的一端铰接，且所述大腿部(122)通过大腿摆动伸缩件(125)与所述腿部安装座(121)连接，所述小腿部(123)通过小腿摆动伸缩件(126)与所述大腿部(122)连接，所述行走部(124)通过行走摆动伸缩件(127)与所述小腿部(123)连接。4.根据权利要求3所述的斜井出渣机器人，其特征在于，所述行走部(124)通过钩爪结构(13)抓紧所述斜井(5)的井壁，所述钩爪结构(13)包括多个钩爪(131)以及多个伸缩件，所述钩爪(131)与所述行走支腿(12)铰接，多个所述钩爪(131)通过多个钩爪摆动伸缩件(132)与所述行走支腿(12)连接，多个所述钩爪摆动伸缩件(132)伸长和缩短能带动多个所述钩爪(131)收拢和张开。5.根据权利要求3所述的斜井出渣机器人，其特征在于，所述行走支腿(12)的数量为四条，四条所述行走支腿(12)对称分布在所述回转出渣机构(3)的两侧。6.根据权利要求1所述的斜井出渣机器人，其特征在于，所述斜井(5)的井口的周围安装有缆绳收放结构(23)，所述悬吊机构(2)包括缆绳(22)以及悬吊滑轮(21)，所述缆绳(22)的一端与所述缆绳收放结构(23)连接，所述缆绳(22)的另一端通过所述悬吊滑轮(21)与所述行走机构(1)连接。7.根据权利要求6所述的斜井出渣机器人，其特征在于，所述斜井(5)的井口安装有操作台架(4)，所述操作台架(4)上架设有转向滑轮(24)，所述缆绳(22)绕过所述转向滑轮(24)伸入所述斜井(5)内。8.根据权利要求1所述的斜井出渣机...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋江涛，李博阳，田雪豪，邢泊，于鹏，付大裕，付开勇，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：