【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿井井下施工，特别是涉及一种采煤工作面处理冒顶的机器人。
技术介绍
1、冒顶事故是指矿井井下顶板冒落所产生的事故，在矿井采掘工作面生产过程中经常发生，会造成重大人员伤亡事故，必须安全快速地处理。
2、现有处理采煤工作面冒顶事故的设备主要有工作面采煤机机载式冒顶处理机器人和用于巷道处理冒顶的机器人。其中，前者采用以剪叉式升降台为工作平台、双机械臂进行作业的技术方案，如公开号为cn111075476a的中国专利公开的《一种采煤机机载式冒顶处理机器人及其施工方法》，通过将可升降式剪叉工作平台安装在采煤机机身上面，作业机械手布置在剪叉工作平台上，采煤机沿刮板输送机移动，剪叉工作平台也可以向前方滑移，双机械手进行协同作业，但是这种方案在采煤机被冒顶的矸石压死、冒顶区下方堆满矸石、采煤工作面的液压支架倾倒或咬死、大范围冒顶等情况时，机器人无法开展冒顶处理作业，而且机器人不能离开采煤机，当冒顶处与采煤机之间的煤壁还没有截割时，采煤机无法载着机器人到达冒顶处，所以机器人也就无法进行冒顶处理作业，进而影响冒顶处理效率。后者则采用以履带车为载体装载喷涂机械手和防护板的技术方案，如公开号为cn113250741a的中国专利公开的《一种煤矿用处理冒顶的机器人》，通过在履带式行进机构前部安装喷浆机械手，中部安装伸缩机构，伸缩机构上端为可旋转式防护板，能在处理巷道冒顶时进行喷浆作业，然而这种方案底盘灵活性差，无法适应采煤工作面冒顶区域狭窄、冒落的矸石倾斜角度大和障碍物多的环境条件，进而难以进入采煤工作面的冒顶区域作业，只能在掘进巷
3、综上所述，现有处理冒顶的机器人，仍然存在灵活性差，处理采煤工作面冒顶事故的危险性高，支护难度大，支护设备环境适应性差，冒顶处理效率低等难题，因此，亟需设计一种灵活性高，环境适应性强，能够有效降低支护难度和工作危险性，提高工作效率的新型冒顶处理机器人，来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种采煤工作面处理冒顶的机器人，其灵活性高，环境适应性强，能够有效降低支护难度和工作危险性，同时提高工作效率，以解决上述现有处理冒顶的机器人存在的灵活性差，处理采煤工作面冒顶事故的危险性高，支护难度大，支护设备环境适应性差，冒顶处理效率低等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种采煤工作面处理冒顶的机器人，包括：
4、伸缩平台，其包括主箱体、设置于所述主箱体侧部的侧向伸缩部以及与所述侧向伸缩部相连的腿部安装臂，所述腿部安装臂具有可转动的髋关节，所述侧向伸缩部用于驱动所述腿部安装臂相对所述主箱体进行侧向伸缩，所述髋关节能够相对所述腿部安装臂进行侧向旋转；
5、支撑腿，其顶部与所述髋关节转动连接，用于支撑所述伸缩平台，所述支撑腿能够在高度方向上伸缩和/或折展，并能够相对所述髋关节上下旋转；
6、升降平台，活动安装于所述主箱体上，并能够相对所述主箱体进行升降和俯仰调节；
7、机械臂，设置于所述升降平台上，所述机械臂用于在采煤工作面处理冒顶。
8、可选的，所述支撑腿包括依次铰接的大腿关节、膝关节和小腿关节，所述大腿关节的顶部与所述髋关节转动连接；所述大腿关节上设置有与所述膝关节相连的第一液压缸，所述第一液压缸用于驱动所述膝关节相对所述大腿关节转动，所述膝关节上设置有与所述小腿关节相连的第二液压缸，所述第二液压缸用于驱动所述小腿关节相对所述膝关节转动；
9、所述小腿关节的下方通过小腿伸缩关节连接有足端机构，所述小腿关节上设置有与所述足端机构相连的第三液压缸，所述第三液压缸用于驱动所述足端机构相对所述小腿关节上下伸缩。
10、可选的，所述主箱体的左右两侧均设置有所述侧向伸缩部，任意一所述侧向伸缩部上均设置有所述腿部安装臂，任意一所述腿部安装臂的前后两端均通过髋关节铰接轴转动安装有所述髋关节，所述髋关节铰接轴垂直于所述主箱体，任意一所述腿部安装臂上还均设置有第四液压缸和第五液压缸，所述第四液压缸和所述第五液压缸分别与同一所述腿部安装臂上的两所述髋关节相连，用于驱动所述髋关节绕所述髋关节铰接轴转动，以使所述髋关节相对所述腿部安装臂进行侧向旋转；
11、任意一所述髋关节内均设置有摆动液压马达，所述支撑腿的顶部与所述摆动液压马达相连，所述摆动液压马达用于驱动所述支撑腿绕与所述髋关节铰接轴垂直的轴线前后转动，以使所述支撑腿相对所述髋关节上下旋转。
12、可选的，所述侧向伸缩部包括连接臂、伸缩筒、伸缩杆和第六液压缸，所述连接臂与所述腿部安装臂相连，所述伸缩筒嵌置于所述主箱体内，所述伸缩杆的一端与所述连接臂相连，另一端与所述伸缩筒活动插接，所述第六液压缸设置于所述主箱体内，并与所述连接臂相连，所述第六液压缸用于驱动所述腿部安装臂相对所述主箱体左右伸缩。
13、可选的，所述升降平台包括平台、曲柄机构和摇杆机构，其中：
14、所述曲柄机构包括t型连接块、上连杆、第八液压缸、下连杆、连接块、第九液压缸、第十液压缸和第十一液压缸，所述t型连接块与所述平台的后侧铰接，所述连接块与所述主箱体的后侧铰接，所述上连杆和所述下连杆铰接为一组，且所述上连杆的顶端与所述t型连接块铰接，所述下连杆的底端与所述连接块铰接，所述上连杆和所述下连杆设置有两组，其中一组所述上连杆和所述下连杆之间连接所述第八液压缸，另一组所述上连杆和所述下连杆之间连接所述第九液压缸，所述第十液压缸的一端和所述第十一液压缸的一端与所述主箱体的中部铰接，所述第十液压缸的另一端和所述第十一液压缸的另一端与所述连接块铰接；
15、所述摇杆机构包括第十二液压缸和第十三液压缸，所述第十二液压缸和所述第十三液压缸并排布置于所述平台的前侧，所述第十二液压缸的两端分别与所述平台和所述主箱体的前侧铰接，所述第十三液压缸的两端分别与所述平台和所述主箱体的前侧铰接。
16、可选的，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂。
17、可选的，所述第一机械臂和所述第二机械臂均为液压机械臂，且所述第一机械臂和所述第二机械臂呈对角布置在所述升降平台上。
18、可选的，所述第一机械臂和所述第二机械臂均为多轴机械臂。
19、可选的，还包括第一环境感知系统，所述第一环境感知系统设置于所述主箱体的前侧，用于对机器人前方环境进行监测。
20、可选的，还包括第二环境感知系统，所述第二环境感知系统设置于所述升降平台上，用于对冒顶区域环境及机械臂作业区域进行监测。
21、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
22、本专利技术提出的采煤工作面处理冒顶的机器人，功能多样，具备升降，行走，爬坡，转弯等功能以及双机械臂协同作业优势，在冒顶处理作业中能够快速进入作业区域展开作业，做到机器人代替矿工进行危险区域作业的目的，提高冒顶处理效率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述支撑腿包括依次铰接的大腿关节、膝关节和小腿关节，所述大腿关节的顶部与所述髋关节转动连接；所述大腿关节上设置有与所述膝关节相连的第一液压缸，所述第一液压缸用于驱动所述膝关节相对所述大腿关节转动，所述膝关节上设置有与所述小腿关节相连的第二液压缸，所述第二液压缸用于驱动所述小腿关节相对所述膝关节转动；
3.根据权利要求1或2所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述主箱体的左右两侧均设置有所述侧向伸缩部，任意一所述侧向伸缩部上均设置有所述腿部安装臂，任意一所述腿部安装臂的前后两端均通过髋关节铰接轴转动安装有所述髋关节，所述髋关节铰接轴垂直于所述主箱体，任意一所述腿部安装臂上还均设置有第四液压缸和第五液压缸，所述第四液压缸和所述第五液压缸分别与同一所述腿部安装臂上的两所述髋关节相连，用于驱动所述髋关节绕所述髋关节铰接轴转动，以使所述髋关节相对所述腿部安装臂进行侧向旋转；
4.根据权利要求3所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，
5.根据权利要求1或2所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述升降平台包括平台、曲柄机构和摇杆机构，其中：
6.根据权利要求1或2所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂。
7.根据权利要求6所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述第一机械臂和所述第二机械臂均为液压机械臂，且所述第一机械臂和所述第二机械臂呈对角布置在所述升降平台上。
8.根据权利要求6所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述第一机械臂和所述第二机械臂均为多轴机械臂。
9.根据权利要求1或2所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，还包括第一环境感知系统，所述第一环境感知系统设置于所述主箱体的前侧，用于对机器人前方环境进行监测。
10.根据权利要求1或2所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，还包括第二环境感知系统，所述第二环境感知系统设置于所述升降平台上，用于对冒顶区域环境及机械臂作业区域进行监测。
...【技术特征摘要】
1.一种采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述支撑腿包括依次铰接的大腿关节、膝关节和小腿关节，所述大腿关节的顶部与所述髋关节转动连接；所述大腿关节上设置有与所述膝关节相连的第一液压缸，所述第一液压缸用于驱动所述膝关节相对所述大腿关节转动，所述膝关节上设置有与所述小腿关节相连的第二液压缸，所述第二液压缸用于驱动所述小腿关节相对所述膝关节转动；
3.根据权利要求1或2所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述主箱体的左右两侧均设置有所述侧向伸缩部，任意一所述侧向伸缩部上均设置有所述腿部安装臂，任意一所述腿部安装臂的前后两端均通过髋关节铰接轴转动安装有所述髋关节，所述髋关节铰接轴垂直于所述主箱体，任意一所述腿部安装臂上还均设置有第四液压缸和第五液压缸，所述第四液压缸和所述第五液压缸分别与同一所述腿部安装臂上的两所述髋关节相连，用于驱动所述髋关节绕所述髋关节铰接轴转动，以使所述髋关节相对所述腿部安装臂进行侧向旋转；
4.根据权利要求3所述的采煤工作面处理冒顶的机器人，其特征在于，所述侧向伸缩部包括连接臂、伸缩筒、伸缩杆和第六液压缸，所述连接臂与所述腿部安装臂相连，所述伸缩筒嵌置于所述主箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈加胜，郝彦李，张艳飞，吕通，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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