[实用新型]一种超长作业半径的井下探测式特种机器人

说明书

本实用新型涉及一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块。利用摆臂机器人中的摆臂越障模块实现机器人在井下的高性能越障；通过使用信标基站释放装置，配合信标基站系统，实现机器人在井下作业时通讯信号的实时增程和通讯功能，可靠性高，扩大了机器人的作业范围，解决了目前井下探测机器人因依赖线缆而导致的作业半径小、易缠绕被困等难题。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种超长作业半径的井下探测式特种机器人。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤矿开采中瓦斯爆炸、涌水、火灾等事故会严重危害工作人员生命安全、制约煤炭作业发展。目前事故发生后的主要救援手段还是依赖人工救助，由于灾后环境复杂恶劣、空间狭窄、充满有毒和易燃易爆气体等，并且随时可能发生二次灾害，严重威胁救援人员生命安全，对抢夺矿井黄金救援时间提出巨大挑战。因此，研制适用于复杂恶劣环境的矿井探测机器人实现事故灾害后的快速侦察和探测以提高救援效率、抢夺救援时机并降低人员伤亡迫在眉睫。

当前，由于井下环境狭窄、信号遮挡严重，如何实现机器人在复杂遮挡环境中高稳定、大范围组网和通讯，是实现机器人超远程井下探测工作的数据通讯基础。

针对提升井下探测机器人通讯距离的方式，目前可参考方案较少。可供参考的有申请号为201611104717.6的专利公开了基于无线通信传播特性井下救援机器人通讯节点布放方法，包括步骤：一、获取地理信息采集井下巷道地形参数；二、判断井下巷道壁是否有堆积障碍；三、判断煤矿救援机器人是否可以通过井下巷道壁堆积障碍；四、判断井下巷道壁堆积障碍是否为单侧巷道壁堆积障碍；五、煤矿救援机器人返回起点；六、单侧巷道壁堆积障碍下通讯节点的布放；七、双侧巷道壁堆积障碍下通讯节点的布放；八、多次循环步骤二至步骤七，直至完成井下通讯节点的布放过程。该专利通过煤矿救援机器人识别井下现场环境，实时探测井下通信信号强度，自主布放通讯节点，建立优化的无线网络环境，有效解决复杂环境中数据传输的问题。该技术方案主要依靠障碍物探测传感器，通过判断电磁波是否遮挡而判定是否布放节点，但是电磁波在井下还会通过反射等传输，这种判断方式并不准确；另外，这种判断方式不仅依赖外部传感器，而且判断逻辑复杂，一般发生矿难时，井下探测的时间非常宝贵；而且该技术方案仅是方法，没有硬件装置或机构。

目前，机器人在井下主要依靠有线信号传输，导致机器人运动范围有限，极易被障碍物困住而无法脱身。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种超长作业半径的井下探测式特种机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超长作业半径的井下探测式特种机器人，包括摆臂式机器人、通讯扩展组件、地面控制站，通讯扩展组件设置于摆臂式机器人上，摆臂式机器人、通讯扩展组件分别与地面控制站无线连接；通讯扩展组件包括信标基站、基站存储模块、基站释放模块，基站存储模块固定于摆臂式机器人的移动平台本体的后部，基站存储模块内设置有多个信标基站，基站存储模块的后端出口处设有基站释放模块，基站存储模块的前端设有压簧，用以将信标基站压至基站存储模块后端的基站释放模块处。

具体的，所述摆臂式机器人包括移动平台本体、摆臂越障模块、履带行走模块、控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块，移动平台本体的左右两侧均连接有履带行走模块，履带行走模块的前后两端均设有摆臂越障模块，控制驱动模块、平台通讯模块、能源模块、通讯天线、探测模块均设置于移动平台本体上，通讯天线与平台通讯模块电气连接，能源模块分别与控制驱动模块、平台通讯模块电气连接，控制驱动模块分别与摆臂越障模块、履带行走模块、平台通讯模块、探测模块电气连接。