專利名稱：煤礦救援機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺的制作方法
煤礦救援機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺所屬領(lǐng)域本發(fā)明專利涉及ー種機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺，尤其適用于進(jìn)入煤礦礦井瓦斯爆炸后的災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行救援工作的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
煤礦井下地形環(huán)境復(fù)雜，尤其是發(fā)生爆炸災(zāi)害后的煤礦地形環(huán)境為非結(jié)構(gòu)化的地形環(huán)境，開發(fā)非結(jié)構(gòu)地形環(huán)境下的移動機(jī)器人是當(dāng)今機(jī)器人研究中的重點(diǎn)課題。迄今為止，國內(nèi)外移動機(jī)器人移動平臺特別是救援機(jī)器人的機(jī)械移動平臺大都采用傳統(tǒng)的驅(qū)動方式一電機(jī)直接驅(qū)動或者電機(jī)+減速器驅(qū)動，如已有的機(jī)器人(I)地震救援機(jī)器人，例如日本千葉エ業(yè)大學(xué)研制的搜救機(jī)器人“木槿”能夠在復(fù)雜環(huán)境中暢行無阻，該機(jī)器人有6條履帶，包括兩個主履帶和2對獨(dú)立驅(qū)動的擺臂履帶，主履帶由電機(jī)驅(qū)動，擺臂履帶又電機(jī)+減速器驅(qū)動，主體部分被履帶包裏，該機(jī)器人可以靈活的遙控，且可以在復(fù)雜的環(huán)境中行 進(jìn)，不易翻倒與卡阻；(2)消防機(jī)器人，如我國江蘇省常州市消防部門和常州寶盾消防裝備廠聯(lián)合設(shè)計制造的消防機(jī)器人，在后方人員的遙控下，可在方圓300米的范圍內(nèi)自由活動，可翻越30度左右坡度的障礙物如履平地，其自帶的水炮射程可達(dá)60米。行走機(jī)構(gòu)為履帶行走機(jī)構(gòu)，履帶驅(qū)動方式為電機(jī)+減速器進(jìn)行驅(qū)動；(3)排險機(jī)器人，如國內(nèi)的排險機(jī)器人有上海交通大學(xué)和沈陽自動化所聯(lián)合研制的“勇士號”遙控移動式作業(yè)機(jī)器人。這種機(jī)器人能夠完成探測現(xiàn)場情況、去污、取樣、檢修等任務(wù)；這種機(jī)器人的履帶行走機(jī)構(gòu)是由電機(jī)直接驅(qū)動；⑷反恐機(jī)器人，例如我國研制的靈蜥系列多功能排險機(jī)器人，由沈陽自動化研究所開發(fā)，應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)環(huán)境或危險、惡劣環(huán)境，具有自主移動和可遙操作的能力，由履帶行走機(jī)構(gòu)、多種作業(yè)功能機(jī)械手(爪)及控制、無線通訊、專用履帶等部分組成，其中履帶行走機(jī)構(gòu)是由電機(jī)+減速器方式進(jìn)行驅(qū)動。然而采用以上傳統(tǒng)的驅(qū)動方式存在一些問題，主要問題有(I)爬坡及越障時驅(qū)動力不足；(2)在越障及不規(guī)則路面行駛時會產(chǎn)生瞬間大電流，燒毀電子元件。因此需要設(shè)計ー種更合理的移動平臺來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)器人移動平臺，來解決目前傳動方式所帯來的兩大問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，綜合分析各種傳動系統(tǒng)后，選用閉式液壓系統(tǒng)作為驅(qū)動単元，不僅可以很好地解決以上兩個問題，而且還有以下優(yōu)點(diǎn)由于液壓系統(tǒng)中液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動是靠液壓系統(tǒng)中液壓油來驅(qū)動的，不需要電カ來驅(qū)動，因此液壓馬達(dá)本事是防爆的，可以直接設(shè)置隔爆腔外而不用采取隔爆措施，這樣可以有效地減小隔爆腔的體積，從而降低機(jī)器人的重量。機(jī)器人的重量降低后，在電池容量一定的情況下，可以有效地増加續(xù)航時間。本發(fā)明專利是這樣實(shí)現(xiàn)的用電機(jī)驅(qū)動液壓泵，由液壓泵通過管路驅(qū)動液壓馬達(dá)，通過液壓馬達(dá)來驅(qū)動履帶的驅(qū)動輪。其中液壓系統(tǒng)中通過閥來控制機(jī)器人移動平臺的轉(zhuǎn)向。
本發(fā)明專利具有的有益效果是能夠?qū)崿F(xiàn)在得到工作人員指令后在救援現(xiàn)場進(jìn)行自動行走，在移動平臺上裝上相應(yīng)的傳感器，即可以探測災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境。本移動平臺具有易于控制，結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動カ矩大等特點(diǎn)，驅(qū)動カ矩的増大可以增大機(jī)器人的越障能力，越障能力的增強(qiáng)可以使機(jī)器人移動平臺更好的適應(yīng)礦災(zāi)發(fā)生后礦井下的非結(jié)構(gòu)化地形，因此本發(fā)明專利更適用于進(jìn)入煤礦復(fù)雜環(huán)境的移動機(jī)器人。


圖I為煤礦救援機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺液壓原理示意圖。圖2、3為煤礦救援機(jī)器人液壓移動平臺示意圖。圖I中I-電機(jī)，2-液壓泵，3-雙向溢流閥，4-手動換向閥，5-液壓馬達(dá)，6-液壓馬達(dá)，7-油箱，8-液壓泵，9-單向閥，10-單向閥，11 -溢流閥，12-電磁換向閥，13-電磁換向
閥。 圖2、3中14-隔爆殼體蓋，15-隔爆殼體，16、17-履帶組件，18、19-連接軸，20、21-液壓馬達(dá)。
具體實(shí)施例方式圖I示出了本發(fā)明專利的ー種具體液壓傳動方式-用于煤礦救援機(jī)器人液壓移動
\I7.ムI ロ。如圖I所示I、前進(jìn)功能是通過主回路來實(shí)現(xiàn)，主回路的組成ト電機(jī)，2-液壓泵，3-雙向溢流閥，4-手動換向閥,5-液壓馬達(dá)。工作原理是通過電機(jī)⑴驅(qū)動液壓泵(2)旋轉(zhuǎn)，液壓泵⑵即可帶動液壓馬達(dá)
(5)、(6)旋轉(zhuǎn)。雙向溢流閥(3)的作用是當(dāng)系統(tǒng)的壓力過高時溢流，保護(hù)液壓系統(tǒng)。手動換向閥(4)的作用是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以調(diào)節(jié)手動換向閥，使高壓回路與低壓回路相通，既可以推動移動平臺行走。主回路工作時，液壓泵(2)和液壓馬達(dá)(5)都有內(nèi)泄漏，因此需要隨時對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)油，并且將內(nèi)泄漏的油引入油箱，否則會引起嚴(yán)重的發(fā)熱，因此需要添加補(bǔ)油回路。補(bǔ)油回路系統(tǒng)組成1_電動機(jī)，8_液壓栗,9_單向閥，10-溢流閥。補(bǔ)油回路的工作原理是補(bǔ)油回路由電機(jī)⑴帶動補(bǔ)油泵，向低壓回路進(jìn)行補(bǔ)油，并且?guī)в幸缌鏖y(11)，保護(hù)系統(tǒng)安全。當(dāng)補(bǔ)油回路工作時，不僅可以向系統(tǒng)補(bǔ)油，而且可以在低壓油側(cè)形成背壓，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。2、原地轉(zhuǎn)彎功能的實(shí)現(xiàn)能夠原地轉(zhuǎn)彎的功能是通過電磁換向閥(12)、(13)來控制的，當(dāng)エ況需要原地轉(zhuǎn)彎時，只須控制一側(cè)電磁換向閥12(或13)與另外ー側(cè)的電磁換向閥13(或12)處于相反的位即可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎。當(dāng)エ況需要轉(zhuǎn)彎的角度不是很大時，也可以選擇一側(cè)電磁換向閥12(或13)正常運(yùn)行，另外ー側(cè)電磁換向閥13(或12)調(diào)到中位，SP可實(shí)現(xiàn)小角度轉(zhuǎn)彎，此狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎時，雖然轉(zhuǎn)彎半徑小，但此時液壓系統(tǒng)的沖擊較小。圖2、3示出了本發(fā)明專利的一種煤礦救援機(jī)器人液壓移動平臺具體實(shí)現(xiàn)形式。如圖2、3所示隔爆殼體蓋(14)與隔爆殼體(15)由螺栓連接，形成隔爆腔。液壓系統(tǒng)的元器件除了液壓馬達(dá)意外都安裝在這個隔爆腔內(nèi)，由隔爆腔引出液壓管路連接上外部的液壓馬達(dá)(20)、(21)即圖I中的液壓馬達(dá)(5)、(6)，既可以實(shí)現(xiàn)圖I所示液壓系統(tǒng)的功能。液壓馬達(dá)
(20)、(21)安裝在履帶組件(16)、(17)內(nèi)部，直接驅(qū)動履帶組件內(nèi)的驅(qū)動輪，從而驅(qū)動履帶進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。履帶組件(16)、(17)通過連接軸(17)、(18)與隔爆殼體(15)連接，從而形成移動液壓平臺。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明專利所作的進(jìn)ー步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明專利只局限于這些說明。對于本發(fā)明專利所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)的前提下，做出的推演和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種煤礦救援機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺，其特征在于(1)采用了閉式液壓系統(tǒng)作為傳動方式，包括I-電機(jī)，2-液壓泵，3-雙向溢流閥，4-手動換向閥，5-液壓馬達(dá)，6-液壓馬達(dá)，7-油箱，8-液壓泵，9-單向閥，10-單向閥，11 -溢流閥，12-電磁換向閥，13-電磁換向閥。(2)防爆方式采用了隔爆方式，包括14-隔爆殼體蓋，15-隔爆殼體。(3)行走機(jī)構(gòu)采用了履帶行走機(jī)構(gòu)，包括16、17-履帶組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦救援機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺，其特征在于，將液壓馬達(dá)(20)、(21)嵌入到履帶組件(16)、(17)中。
全文摘要
一種煤礦救援機(jī)器人液壓驅(qū)動移動平臺，包括液壓系統(tǒng)，隔爆殼體蓋，隔爆殼體，連接軸，履帶組件，隔爆殼體蓋與隔爆殼體由螺栓連接，形成隔爆腔。液壓系統(tǒng)的元器件除了液壓馬達(dá)意外都安裝在這個隔爆腔內(nèi)，由隔爆腔引出液壓管路連接上外部的液壓馬達(dá)，既可以實(shí)現(xiàn)圖1所示液壓系統(tǒng)的功能。液壓馬達(dá)安裝在履帶組件內(nèi)部，直接驅(qū)動履帶組件內(nèi)的驅(qū)動輪，從而驅(qū)動履帶進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。履帶組件通過連接軸與隔爆殼體連接，從而組成液壓移動平臺。本發(fā)明專利能夠?qū)崿F(xiàn)在得到工作人員指令后在救援現(xiàn)場進(jìn)行自動行走，在移動平臺上裝上相應(yīng)的傳感器，即可以探測災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境。本移動平臺具有易于控制，結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動力矩大等特點(diǎn)，適用于進(jìn)入復(fù)雜環(huán)境的移動機(jī)器人。
文檔編號B62D57/02GK102837750SQ201210016158
公開日2012年12月26日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者朱華, 王松濤, 馬西良, 劉建, 王勇 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)