全自動煤炭採掘機器人的製作方法
2023-09-10 03:38:55
專利名稱：全自動煤炭採掘機器人的製作方法
技術領域：
本發明屬於機器人領域，具體涉及全自動煤炭採掘機器人。
背景技術：
隨著中國煤炭行業的快速發展，隨之而來的礦難事故也接連不斷，死亡人數佔世界煤礦事故的4/5。頻繁的礦難不僅造成了許多家庭的破碎，同時也影響了中國的國際形象。由此研發一種替代礦工採掘煤炭的智慧機器人已刻不容緩，這也是建設和諧社會的必然要求。經國家一級科技查新機構安徽省科學技術情報研究所查新檢索，目前對於煤礦採掘、瓦斯爆炸、透水、失火、頂板塌方等現象，國內外機器人還沒有相應的綜合應急措施，只能將檢測到的數據傳遞給工作人員，再通過地面的控制系統對礦井內處於待機狀態下的救援機器人發出指令，從而排除危機。這並不是完美的解決方案，但對於現階段的煤炭行業快 速發展狀況，煤炭採掘機器人必須從完全替代礦工進行煤層探測、採驅、收煤、運煤功能入手，才能徹底解決煤炭採掘與礦難預防並舉的矛盾，在這方面，合肥市海聞機器人科技有限公司成立的研發攻關小組，開發出了一種全自動煤炭採掘機器人，這種機器人研發成功，不限於煤礦行業，也可對於其他一些金屬礦和非金屬礦的採掘均可應用，產品面向國內外各類礦物質開採企業，該款全自動煤炭採掘機器人研製成功，將使得中國的機器人煤炭採掘技術走在了世界前列，對於中國煤炭行業參於全球化資源開發和國際竟爭，以及未來在月球特殊環境下的礦產資源氦3的勘探採掘，具有現實而深遠戰略意義。
發明內容
本發明的目的是要提供全自動煤炭採掘機器人，從而解決現有國內外技術存在的不足。本發明全自動煤炭採掘機器人通過以下技術方案實現其目的本發明的全自動煤炭採掘機器人，其結構包括智能檢測本體故障組合器、智能採煤裝置、智能收煤裝置、智能運煤裝置和蓄電池電源組。根據全自動煤炭採掘機器人所述的第一步驟的智能採煤裝置，是由控制自我故障檢測模塊與智能收煤裝置實現聯接的；進一步，所述第二步驟由自我故障檢測模塊通過智能運煤裝置聯接被動自適應傳送帶機構來實施對故障的檢測監控，所述故障的檢測監控是指對智能運煤裝置和被動自適應傳送帶機構；所述第二步驟是延伸第一步驟的分支，由被動自適應傳送帶機構置作為第二步驟和第一步驟之間分支的一個節點，所述的分支一個節點系置裝於智能收煤裝置下端的被動自適應傳送帶機構；進一步，所述的分支的節點是由智能收煤裝置通過聯動智能檢測本體故障組合器對被動自適應傳送帶機構進行全程故障跟蹤、反饋、處理的；
所述的全程故障跟蹤、反饋、處理還在於生成對全自動煤炭採掘機器人本體進行的全程故障跟蹤、反饋、處理；再進一步，所述的第三步驟是蓄電池電源組，其電源分別輸出至第二步驟的智能收煤裝置、第二步驟和第一步驟之間分支一個節點的被動自適應傳送帶機構、智能運煤裝置和第一步驟的智能採煤裝置。根據全自動煤炭採掘機器人第一步驟結構中所述的智能檢測本體故障組合器，是本發明的第四步驟，其進步意義在於所述的智能檢測本體故障組合器是由攝像頭連接互感器和多級傳感器，多級傳感器與信息處理系統聯動組合；進一步，所述的多級傳感器配置在全自動煤炭採掘機器人的各個部位，並與故障檢測裝置連接交互；
進一步，所述的第四步驟中的多級傳感器是實時檢測全自動煤炭採掘機器人所在位置的地面環境，並對作業進度的實時監控，再進一步，所述的第四步驟中的多級傳感器是將檢測數據通過信息處理系統和無線通訊系統傳至地面控制室的。所述的第四步驟中的攝像頭是三維攝像。根據第一步驟結構中所述的全自動煤炭採掘機器人的智能採煤裝置，是本發明的第五步驟，其進步意義在於由智能採煤裝置左側連接有第五步驟步驟生成的第一分支的右手臂，其右側聯接實時監測儀、所述的實時監測儀是通過接入端並聯故障報警裝置和淋水裝置的；進一步，所述第五步驟生成的第二分支的煤層探測儀裝配於智能採煤裝置上端，其作用是探測煤層的具體位置；再進一步，按第五步驟生成的第一分支所述的實時監測儀可隨機監測煤層的掘進情況，使掘進部件與煤層能準確接觸，以利及時調整機械臂動作軌跡；所述的第五步驟生成的第一分支中的實時監測儀輸出端與故障報警裝置交互聯接，並由實時監測儀向故障報警裝置轉換監測數據，故障報警裝置與掘進裝置並聯向地面控制室傳遞掘進裝置運行狀況，並將第一分支中的實時監測儀的監測信號和故障報警裝置的故障反饋給地面控制室；更進一步地，所述第五步驟生成的第三分支的淋水裝置裝配在掘進裝置的左側，並根據掘進裝置的掘進狀況間歇性向煤層表面噴水，以利於掘進裝置對煤層的掘進。所述的掘進裝置採用的掘進式採掘方式，其機械臂可任意角度旋轉和伸縮。根據全自動煤炭採掘機器人第一步驟結構中所述的智能收煤裝置，是本發明的第六步驟，其進步意義在於所述的第六步驟智能收煤裝置的下端配置有生成的第一分支的左手臂；進一步，所述第六步驟智能收煤裝置生成的第一分支的左手臂聯動由第六步驟智能收煤裝置生成的第二分支的挖鬥，第一分支的左手臂上配套有煤塊探測儀和實時監測儀，故障報警裝置安裝於第一分支的左手臂的下端；所述的第一分支左手臂是可任意角度旋轉和伸縮的；進一步，所述的第六步驟智能收煤裝置生成的第二分支的挖鬥上端連接實時監測儀，挖鬥左側連接煤塊探測儀，挖鬥的右下端裝置有故障報警裝置； 進一步，所述的第六步驟智能收煤裝置的底部設有第六步驟生成的第三分支的鏟鬥滿載檢測裝置，當第一分支的左手臂在收集煤炭過程中，第三分支的鏟鬥滿載檢測裝置可自動檢測鏟鬥中的煤塊具體位置；更進一步，所述的第六步驟生成的第三分支的鏟鬥滿載檢測裝置連接中央處理器，並由中央處理器自動處理收煤檢測信息，並聯動第一分支點的左手臂將採掘下來的煤炭收集到第六步驟生成的第四分支的鏟鬥上，再由第四分支鏟鬥傳送到全自動煤炭採掘機器人腹部的傳送帶上，以達到煤塊的收集。根據第一步驟中所述的全自動煤炭採掘機器人的智能運煤裝置，是本發明的第七步驟，其進步意義在於進一步，所述的第七步驟智能運煤裝置是由被動自適應傳送帶機構組成，智能運 煤裝置可自由伸縮和水平旋轉，便於全自動煤炭採掘機器人與煤炭運輸小車的銜接，其可靈活調節驅動行程，將收集起來的煤塊傳送到礦井內的煤炭運輸小車內；再進一步，所述的第七步驟的智能運煤裝置生成的第一分支的煤炭運輸小車，其運作受控於煤炭運輸小車無線遙控裝置。由上述可見，本發明的全自動煤炭採掘機器人，其有益效果在於其功能全、煤炭資源開採效率高、全自動化無人操作等特點，將是未來薄煤層採煤設備的發展方向，目前國內外市場，該項技術尚處空白，技術研發也處於探索階段。全自動煤炭採掘機器人研製成功不僅在與現有採煤設備的競爭中有明顯優勢，其智能化和高性價比會在薄煤層煤礦行業得到非常高的應用前景和經濟價值。
圖I為本發明全自動煤炭採掘機器人結構示意圖；圖2為本發明全自動煤炭採掘機器人智能檢測本體故障組合器結構示意圖；圖3為本發明全自動煤炭採掘機器人智能採煤裝置結構示意圖；圖4為本發明全自動煤炭採掘機器人智能收煤裝置示意圖；圖5為本發明全自動煤炭採掘機器人智能運煤裝置示意圖。附圖標示說明智能檢測本體故障組合器I、智能採煤裝置2、智能收煤裝置3、智能運煤裝置4、攝像頭5、互感器6、多級傳感器7、煤炭運輸小車無線遙控裝置8、故障檢測裝置9、信息處理系統10、無線通訊系統11、地面控制室12、右手臂13、煤層探測儀14、實時監測儀15、煤層探測儀16、故障報警裝置27、掘進裝置18、淋水裝置19、左手臂20、挖鬥21、煤塊探測儀22、鏟鬥滿載檢測裝置23，中央處理器24、鏟鬥25、傳送帶26、被動自適應傳送帶機構27、煤炭運輸小車28、自我故障檢測模塊29、蓄電池電源組30。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例做進一步的說明。實施例I如圖I所示的全自動煤炭採掘機器人，結構主要包括智能檢測本體故障組合器I、智能採煤裝置2、智能收煤裝置3和智能運煤裝置4、蓄電池電源組30。智能採煤裝置2通過控制自我故障檢測模塊29實現與智能收煤裝置3的聯接，自我故障檢測模塊29通過與智能運煤裝置4和被動自適應傳送帶機構27連接，對智能運煤裝置4和被動自適應傳送帶機構27實施故障檢測監控，被動自適應傳送帶機構27置於智能收煤裝置3的下端，智能收煤裝置3通過聯動智能檢測本體故障組合器I對全自動煤炭採掘機器人的煤炭採、收、運全程進行故障跟蹤、反饋、處理，蓄電池電源組30的電源分別輸出至智能收煤裝置3、被動自適應傳送帶機構27、智能運煤裝置4和智能採煤裝置2。實施例2結合圖2所示的全自動煤炭採掘機器人的智 能檢測本體故障組合器I可見，智能檢測本體故障組合器是由攝像頭5連接互感器6，互感器6並聯多級傳感器7並與信息處理系統10組合聯動。攝像頭5是三維攝像，多級傳感器7配置在全自動煤炭採掘機器人的各個部位，並與故障檢測裝置9連接交互，以達到實時檢測全自動煤炭採掘機器人所在位置的地面環境，對全自動煤炭採掘機器人作業進度實時監控，並將監控數據通過信息處理系統10和無線通訊系統11傳至地面控制室12。實施例3如圖3所示全自動煤炭採掘機器人的智能採煤裝置2左側連接有右手臂13，智能採煤裝置2的右側聯接實時監測儀15、並由實時監測儀15的接入端並聯故障報警裝置27和淋水裝置19。煤層探測儀14裝配於智能採煤裝置2的上端，其作用是探測煤層的具體位置；實時監測儀15隨機監測煤層的掘進情況，使掘進部件與煤層能準確接觸以利及時調整機械臂動作軌跡；實時監測儀15的輸出端與故障報警裝置27交互聯接，並由實時監測儀15向故障報警裝置27轉換監測數據，故障報警裝置27與掘進裝置18並聯向地面控制室12傳遞掘進裝置18運行狀況，並將實時監測儀15的監測信號和故障報警裝置27的故障反饋給地面控制室12 ;淋水裝置19裝配在掘進裝置18的左側，並根據掘進裝置18的掘進狀況間歇性向煤層表面噴水，以利於掘進裝置18對煤層的掘進。掘進裝置18採用的掘進式採掘方式，其機械臂可任意角度旋轉和伸縮。實施例4結合圖4所示的全自動煤炭採掘機器人的智能收煤裝置3的下端配置有左手臂20，左手臂20聯動挖鬥21，左手臂20上還配套裝置有煤塊探測儀22和實時監測儀15、故障報警裝置27。左手臂20的下端和挖鬥21的上端連接實時監測儀15，挖鬥21連接煤塊探測儀22，挖鬥21的右下端裝置有故障報警裝置27，左手臂20可任意角度旋轉和伸縮；智能收煤裝置3的底部設有鏟鬥滿載檢測裝置23，當左手臂20在收集煤炭過程中，鏟鬥滿載檢測裝置23可自動檢測鏟鬥25中的煤塊具體位置，鏟鬥滿載檢測裝置23連接中央處理器24，並由中央處理器24自動處理收煤檢測信息後，聯動將左手臂20將採掘下來的煤炭收集到鏟鬥25上，再由鏟鬥25傳送到全自動煤炭採掘機器人腹部的傳送帶26上，以達到煤塊的收集。實施例5從圖5所示的全自動煤炭採掘機器人的智能運煤裝置4是由被動自適應傳送帶機構27組成，智能運煤裝置4可自由伸縮和水平旋轉，以便於全自動煤炭採掘機器人與煤炭運輸小車28的銜接，其可靈活調節驅動行程，可將收集起來的煤塊傳送到礦井內的煤炭運輸小車28內，煤炭運輸小車28的運作受控於煤炭運輸小車無線遙控裝置8。
綜上所述，本發明的全自動煤炭採掘機器人，雖然參照實施例進行了表述，但是，同行業的技術人員應當理解，本發明不限於所說明的結構各個細節，可以作出變化和改變而不偏離本發明的保護範圍 。
權利要求
1.一種全自動煤炭採掘機器人，其結構包括智能檢測本體故障組合器I、智能採煤裝置2、智能收煤裝置3和智能運煤裝置4、蓄電池電源組30。智能採煤裝置2通過控制自我故障檢測模塊29實現與智能收煤裝置3的聯接，自我故障檢測模塊29通過與智能運煤裝置4和被動自適應傳送帶機構27連接，對智能運煤裝置4和被動自適應傳送帶機構27實施故障檢測監控，被動自適應傳送帶機構27置於智能收煤裝置3的下端，智能收煤裝置3通過聯動智能檢測本體故障組合器I對全自動煤炭採掘機器人的煤炭採、收、運全程進行故障跟蹤、反饋、處理，蓄電池電源組30的電源分別輸出至智能收煤裝置3、被動自適應傳送帶機構27、智能運煤裝置4和智能採煤裝置2。
2.根據權利要求I所述的全自動煤炭採掘機器人，其特徵在於所述的智能檢測本體故障組合器是由攝像頭5連接互感器6，互感器6並聯多級傳感器7並與信息處理系統10組合聯動。攝像頭5是三維攝像，多級傳感器7配置在全自動煤炭採掘機器人的各個部位，並與故障檢測裝置9連接交互，以達到實時檢測全自動煤炭採掘機器人所在位置的地面環境，對全自動煤炭採掘機器人作業進度實時監控，並將監控數據通過信息處理系統10和無線通訊系統11傳至地面控制室12。
3.根據權利要求I所述的全自動煤炭採掘機器人，其特徵在於所述的智能採煤裝置2左側連接有右手臂13，智能採煤裝置2的右側聯接實時監測儀15、並由實時監測儀15的接入端並聯故障報警裝置27和淋水裝置19。煤層探測儀14裝配於智能採煤裝置2的上端，其作用是探測煤層的具體位置；實時監測儀15隨機監測煤層的掘進情況，使掘進部件與煤層能準確接觸以利及時調整機械臂動作軌跡；實時監測儀15的輸出端與故障報警裝置27交互聯接，並由實時監測儀15向故障報警裝置27轉換監測數據，故障報警裝置27與掘進裝置18並聯向地面控制室12傳遞掘進裝置18運行狀況，並將實時監測儀15的監測信號和故障報警裝置27的故障反饋給地面控制室12 ;淋水裝置19裝配在掘進裝置18的左側，並根據掘進裝置18的掘進狀況間歇性向煤層表面噴水，以利於掘進裝置18對煤層的掘進。掘進裝置18採用的掘進式採掘方式，其機械臂可任意角度旋轉和伸縮。
4.根據權利要求I所述的全自動煤炭採掘機器人，其特徵在於所述的智能收煤裝置3的下端配置有左手臂20，左手臂20聯動挖鬥21，左手臂20上還配套裝置有煤塊探測儀22和實時監測儀15、故障報警裝置27。左手臂20的下端和挖鬥21的上端連接實時監測儀15，挖鬥21連接煤塊探測儀22，挖鬥21的右下端裝置有故障報警裝置27，左手臂20可任意角度旋轉和伸縮；智能收煤裝置3的底部設有鏟鬥滿載檢測裝置23，當左手臂20在收集煤炭過程中，鏟鬥滿載檢測裝置23可自動檢測鏟鬥25中的煤塊具體位置，鏟鬥滿載檢測裝置23連接中央處理器24，並由中央處理器24自動處理收煤檢測信息後，聯動將左手臂20將採掘下來的煤炭收集到鏟鬥25上，再由鏟鬥25傳送到全自動煤炭採掘機器人腹部的傳送帶26上，以達到煤塊的收集。
5.根據權利要求I所述的全自動煤炭採掘機器人，其特徵在於所述的智能運煤裝置4是由被動自適應傳送帶機構27組成，智能運煤裝置4可自由伸縮和水平旋轉，以便於全自動煤炭採掘機器人與煤炭運輸小車28的銜接，其可靈活調節驅動行程，可將收集起來的煤塊傳送到礦井內的煤炭運輸小車28內，煤炭運輸小車28的運作受控於煤炭運輸小車無線遙控裝置8。
全文摘要
本發明的全自動煤炭採掘機器人，其結構主要包括智能檢測本體故障組合器、智能採煤裝置、智能收煤裝置、智能運煤裝置和蓄電池電源組。由於其功能齊全、煤炭資源開採效率高、採用全自動化無人操作，是未來薄煤層採煤設備的發展方向，目前國內外市場，該項技術尚處空白，技術研發也處於探索階段。全自動煤炭採掘機器人的研製成功不僅在與現有採煤設備的競爭中具有明顯優勢，其智能化和高性價比，將在薄煤層煤礦行業得到非常高的應用前景和經濟價值。
文檔編號E21C35/00GK102817613SQ20121032739
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者龍梅 申請人:合肥海聞機器人開發有限公司