本發(fā)明屬于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人及其線纜收放方法。

背景技術(shù)：

在煤礦井下發(fā)生瓦斯爆炸、塌方等事故后或是其它災(zāi)難環(huán)境下，周?chē)h(huán)境到嚴(yán)重破壞，受災(zāi)環(huán)境信息無(wú)法直接傳送到救援指揮中心，救援人員無(wú)法從事救援行動(dòng)，嚴(yán)重影響救援效率，救援人員承受巨大生命風(fēng)險(xiǎn)。那么迫切需要救援機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下探索災(zāi)難環(huán)境信息，并把災(zāi)難環(huán)境信息傳送給救援指揮中心。但同時(shí)，災(zāi)難環(huán)境十分復(fù)雜，這就需要機(jī)器人能夠根據(jù)環(huán)境信息，進(jìn)行自主控制，尋找信號(hào)源，并把災(zāi)難環(huán)境信息傳送給救援指揮人員。

另一方面，電源是保證機(jī)器人工作的動(dòng)力源，而通信系統(tǒng)是保證移動(dòng)機(jī)器人與控制臺(tái)之間信息的雙向傳輸，使得操作人員能夠獲得現(xiàn)場(chǎng)和機(jī)器人自身狀態(tài)和動(dòng)作信息，從而有效對(duì)機(jī)器人監(jiān)控與遙操作。機(jī)器人供電方式有外部電源供電和電池供電兩種，外部電源供電需要外接電源線，電池供電的續(xù)航能力較差；機(jī)器人通訊方式有無(wú)線通訊與有線通訊兩種，無(wú)線通訊的無(wú)線模塊體積小、使用方便，但是數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率較高，易受電磁干擾，傳輸有滯后現(xiàn)象。在礦井下、防空洞等巷道環(huán)境中，通訊距離短，在電磁干擾嚴(yán)重的場(chǎng)所也無(wú)法使用。而在使用外部電源供電和有線通訊時(shí)，電源線和通訊線這些線纜的穩(wěn)定可靠收放是保證機(jī)器人有線控制和完成探測(cè)任務(wù)的必要條件。有線控制機(jī)器人要越過(guò)各類(lèi)障礙，線纜很有可能受到劃傷或發(fā)生纏繞而影響機(jī)器人的移動(dòng)性能，這就對(duì)有線控制機(jī)器人及其線纜收放方式提出了要求。目前，對(duì)于有線控制機(jī)器人的線纜收放，一般有拖纜和放纜兩種方式。拖纜方式是指線纜一端連接在機(jī)器人上，儲(chǔ)纜裝置如線纜絞盤(pán)放置在控制端，機(jī)器人前進(jìn)過(guò)程中拖動(dòng)線纜使其釋放達(dá)到延長(zhǎng)供電距離和通訊距離的目的；放纜方式是指線纜的儲(chǔ)纜裝置安裝在機(jī)器人上，隨著機(jī)器人移動(dòng)主動(dòng)或被動(dòng)地釋放線纜延長(zhǎng)供電距離和通訊距離。采用拖纜方式時(shí)，隨著機(jī)器人移動(dòng)與線纜的延長(zhǎng)，線纜與地面的摩擦阻力逐漸增大，且在復(fù)雜的地形環(huán)境下線纜容易卡阻，造成斷纜現(xiàn)象，因此一般在地形較為光滑的短距離通訊的情況下采用。采用放纜方式能夠減少斷纜的情況發(fā)生，但是，現(xiàn)有技術(shù)中的放纜多采用被動(dòng)放纜，例如李允旺的博士學(xué)位論文《礦井救災(zāi)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)研究》一文中給出的放纜裝置，由光纖絞盤(pán)和支架構(gòu)成，采用被動(dòng)放纜的方式，僅有線纜卷曲機(jī)構(gòu)，沒(méi)有動(dòng)力源和排線機(jī)構(gòu)，放纜基本能夠較好的實(shí)現(xiàn)，但是，收攬采用手動(dòng)的方式，當(dāng)放纜較長(zhǎng)時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)很好的收攬，這樣也就影響了下次放纜；為此，需要考慮主動(dòng)放纜的方式，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人穩(wěn)定可靠地放纜和收攬，而采用主動(dòng)放纜時(shí)，還需要考慮控制的問(wèn)題，以達(dá)到最好的控制穩(wěn)定性及有效性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)新穎合理，智能化程度高，工作穩(wěn)定性和可靠性高，線纜收放有序，松緊合適，穩(wěn)定性及有效性好，減少了線纜出現(xiàn)纏繞、斷裂的問(wèn)題，能夠保證控制信號(hào)和相關(guān)傳感器信息及電源的穩(wěn)定傳輸，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：包括機(jī)器人本體和設(shè)置在機(jī)器人本體頂部的線纜收放箱，所述線纜收放箱內(nèi)設(shè)置有線纜收放裝置；

所述機(jī)器人本體包括機(jī)身箱體、兩個(gè)行走履帶組件和四個(gè)擺臂履帶組件，所述機(jī)身箱體包括下箱腔體、上箱腔體、傳感器腔體、三個(gè)齒輪腔體和兩個(gè)支撐輪腔體，所述上箱腔體設(shè)置在下箱腔體的上部，所述傳感器腔體設(shè)置在上箱腔體的上部前側(cè)，三個(gè)所述齒輪腔體分別為前齒輪腔體、左后齒輪腔體和右后齒輪腔體，所述前齒輪腔體設(shè)置在下箱腔體的前側(cè)，所述左后齒輪腔體設(shè)置在下箱腔體的后方左側(cè)，所述右后齒輪腔體設(shè)置在下箱腔體的后方右側(cè)，兩個(gè)所述支撐輪腔體分別為左支撐輪腔體和右支撐輪腔體，所述左支撐輪腔體設(shè)置在下箱腔體的左側(cè)，所述右支撐輪腔體設(shè)置在下箱腔體的右側(cè)；兩個(gè)行走履帶組件分別為設(shè)置在左支撐輪腔體上的左行走履帶組件和設(shè)置在右支撐輪腔體上的右行走履帶組件，四個(gè)擺臂履帶組件分別為設(shè)置在左支撐輪腔體前側(cè)的左前擺臂履帶組件、設(shè)置在左支撐輪腔體后側(cè)的左后擺臂履帶組件、設(shè)置在右支撐輪腔體前側(cè)的右前擺臂履帶組件和設(shè)置在右支撐輪腔體后側(cè)的右后擺臂履帶組件；所述下箱腔體內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)左行走履帶組件的左行走電機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)右行走履帶組件的右行走電機(jī)；以及用于驅(qū)動(dòng)左前擺臂履帶組件的左前擺臂電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)左后擺臂履帶組件的左后擺臂電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)右前擺臂履帶組件的右前擺臂電機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)右后擺臂履帶組件的右后擺臂電機(jī)；所述左行走電機(jī)上安裝有用于對(duì)左行走電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的左行走電機(jī)編碼器，所述右行走電機(jī)上安裝有用于對(duì)右行走電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的右行走電機(jī)編碼器；所述下箱腔體的外部前側(cè)設(shè)置有用于對(duì)救援機(jī)器人前方的障礙物進(jìn)行檢測(cè)的超聲波傳感器；所述上箱腔體內(nèi)設(shè)置有機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)、電池、變壓器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組和三維數(shù)字羅盤(pán)；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組包括左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述左行走電機(jī)編碼器、右行走電機(jī)編碼器和超聲波傳感器均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)的輸入端連接，所述左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)的輸出端連接，所述左行走電機(jī)與左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，所述右行走電機(jī)與右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，所述左前擺臂電機(jī)與左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，所述右前擺臂電機(jī)與右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，所述左后擺臂電機(jī)與左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接，所述右后擺臂電機(jī)與右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接；所述傳感器腔體內(nèi)設(shè)置有環(huán)境信息傳感器、雙目視覺(jué)傳感器、激光雷達(dá)傳感器和照明燈；所述環(huán)境信息傳感器的輸出端、雙目視覺(jué)傳感器的輸出端和激光雷達(dá)傳感器的輸出端均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)的輸入端連接；所述前齒輪腔體內(nèi)設(shè)置有用于將左前擺臂電機(jī)的動(dòng)力傳遞給左前擺臂履帶組件的左前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、用于將右前擺臂電機(jī)的動(dòng)力傳遞給右前擺臂履帶組件的右前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、用于將左行走電機(jī)的動(dòng)力傳遞給左行走履帶組件的左行走齒輪傳動(dòng)組件和用于將右行走電機(jī)的動(dòng)力傳遞給右行走履帶組件的右行走齒輪傳動(dòng)組件；所述左后齒輪腔體內(nèi)設(shè)置有用于將左后擺臂電機(jī)的動(dòng)力傳遞給左后擺臂履帶組件的左后擺臂齒輪傳動(dòng)組件，所述右后齒輪腔體內(nèi)設(shè)置有用于將右后擺臂電機(jī)的動(dòng)力傳遞給右后擺臂履帶組件的右后擺臂齒輪傳動(dòng)組件；所述左支撐輪腔體內(nèi)設(shè)置有左減震支架和安裝在左減震支架上的左減震支撐輪組件，所述左支撐輪腔體外部設(shè)置有用于對(duì)救援機(jī)器人左側(cè)的障礙物進(jìn)行檢測(cè)的左紅外傳感器；所述右支撐輪腔體內(nèi)設(shè)置有右減震支架和安裝在右減震支架上的右減震支撐輪組件，所述右支撐輪腔體外部設(shè)置有用于對(duì)救援機(jī)器人右側(cè)的障礙物進(jìn)行檢測(cè)的右紅外傳感器；所述左紅外傳感器和右紅外傳感器均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)的輸入端連接；

所述線纜收放裝置包括線纜收放電機(jī)和與線纜收放電機(jī)的輸出軸連接的同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及與同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均連接的線纜卷取機(jī)構(gòu)和排線機(jī)構(gòu)；所述同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主驅(qū)動(dòng)同步帶輪、卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪和絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪，所述主驅(qū)動(dòng)同步帶輪和卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪上跨接有卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶，所述卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪和絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪上跨接有絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶，所述主驅(qū)動(dòng)同步帶輪固定連接在線纜收放電機(jī)的輸出軸上；所述線纜卷取機(jī)構(gòu)包括卷筒以及間隔設(shè)置的第一卷筒支架和第二卷筒支架，所述第一卷筒支架上設(shè)置有第一卷筒軸承，所述第一卷筒軸承上安裝有卷筒驅(qū)動(dòng)軸，所述卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪固定連接在卷筒驅(qū)動(dòng)軸上，所述卷筒驅(qū)動(dòng)軸上固定連接有卷筒驅(qū)動(dòng)輪，所述卷筒與卷筒驅(qū)動(dòng)輪固定連接；所述第二卷筒支架上安裝有卷筒支撐軸，所述卷筒支撐軸上安裝有第二卷筒軸承，所述第二卷筒軸承上安裝有卷筒隨動(dòng)輪，所述卷筒與卷筒隨動(dòng)輪固定連接；所述排線機(jī)構(gòu)包括雙向絲杠以及間隔設(shè)置的第一絲杠支架和第二絲杠支架，所述第一絲杠支架上設(shè)置有第一絲杠軸承，所述第二絲杠支架上設(shè)置有第二絲杠軸承，所述雙向絲杠的一端安裝在第一絲杠軸承中，所述雙向絲杠的另一端安裝在第二絲杠軸承中，所述絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪固定連接在雙向絲杠上，所述雙向絲杠上螺紋連接有絲杠滑塊，所述第一絲杠支架和第二絲杠支架上架設(shè)有與雙向絲杠相平行的光軸，所述光軸穿過(guò)設(shè)置在絲杠滑塊上的導(dǎo)向孔，所述絲杠滑塊頂部設(shè)置有用于排線的導(dǎo)線塊，所述導(dǎo)線塊上設(shè)置有供有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜穿過(guò)的導(dǎo)線孔。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述環(huán)境信息傳感器包括溫度傳感器、氧氣傳感器、甲烷傳感器和一氧化碳傳感器。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述左前擺臂履帶組件、右前擺臂履帶組件、左后擺臂履帶組件和右后擺臂履帶組件的結(jié)構(gòu)相同且均包括擺臂軸、擺臂支架以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接在擺臂支架前端的擺臂前輪和轉(zhuǎn)動(dòng)連接在擺臂支架后端的擺臂驅(qū)動(dòng)輪，所述擺臂軸通過(guò)花鍵與擺臂支架連接，所述擺臂支架的中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有上下相對(duì)設(shè)置的擺臂上支撐輪和擺臂下支撐輪，所述擺臂前輪的直徑小于擺臂驅(qū)動(dòng)輪的直徑，所述擺臂前輪、擺臂上支撐輪、擺臂驅(qū)動(dòng)輪和擺臂下支撐輪上跨接有擺臂橡膠履帶，所述擺臂軸上通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有擺臂套筒軸，所述擺臂驅(qū)動(dòng)輪固定連接在擺臂套筒軸上；

所述左前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、右前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、左后擺臂齒輪傳動(dòng)組件和右后擺臂齒輪傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)相同且均包括擺臂電機(jī)錐齒輪和與擺臂電機(jī)錐齒輪嚙合的擺臂軸錐齒輪，所述擺臂電機(jī)錐齒輪固定連接在左前擺臂電機(jī)、右前擺臂電機(jī)、左后擺臂電機(jī)或右后擺臂電機(jī)的輸出軸上，所述擺臂軸錐齒輪與擺臂軸固定連接；

所述左行走履帶組件和右行走履帶組件的結(jié)構(gòu)相同且均包括主動(dòng)行走輪和從動(dòng)行走輪，以及跨接在所述主動(dòng)行走輪和所述從動(dòng)行走輪上的行走橡膠履帶，所述右行走履帶組件中的主動(dòng)行走輪固定連接在右前擺臂履帶組件中的擺臂套筒軸上，所述右行走履帶組件中的從動(dòng)行走輪固定連接在右后擺臂履帶組件中的擺臂套筒軸上，所述左行走履帶組件中的主動(dòng)行走輪固定連接在左前擺臂履帶組件中的擺臂套筒軸上，所述左行走履帶組件中的從動(dòng)行走輪固定連接在左后擺臂履帶組件中的擺臂套筒軸上，所述主動(dòng)行走輪和從動(dòng)行走輪的直徑相等；

所述左行走齒輪傳動(dòng)組件和右行走齒輪傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)相同且均包括行走電機(jī)錐齒輪和與行走電機(jī)錐齒輪嚙合的行走輪錐齒輪，所述行走電機(jī)錐齒輪固定連接在左行走電機(jī)或右行走電機(jī)的輸出軸上，所述行走輪錐齒輪與擺臂套筒軸固定連接。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述左減震支撐輪組件包括三個(gè)左減震支撐輪組，每個(gè)所述左減震支撐輪組均包括與左減震支架固定連接的左減震輪固定板和與左減震輪固定板通過(guò)左減震輪旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的左減震輪連接板，所述左減震輪連接板的兩端各轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)左減震輪，三個(gè)所述左減震支撐輪組中的其中兩個(gè)設(shè)置在左減震支架的下部，三個(gè)所述左減震支撐輪組中的另外一個(gè)設(shè)置在左減震支架的上部，所述左減震支架上固定連接有罩住三個(gè)左減震支撐輪組的左減震護(hù)板；

所述右減震支撐輪組件包括三個(gè)右減震支撐輪組，每個(gè)所述右減震支撐輪組均包括與右減震支架固定連接的右減震輪固定板和與右減震輪固定板通過(guò)右減震輪旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的右減震輪連接板，所述右減震輪連接板的兩端各轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)右減震輪，三個(gè)所述右減震支撐輪組中的其中兩個(gè)設(shè)置在右減震支架的下部，三個(gè)所述右減震支撐輪組中的另外一個(gè)設(shè)置在右減震支架的上部，所述右減震支架上固定連接有罩住三個(gè)右減震支撐輪組的右減震護(hù)板。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述第一卷筒軸承、第二卷筒軸承、第一絲杠軸承和第二絲杠軸承均為圓錐滾子軸承。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述卷筒支撐軸內(nèi)安裝有光電滑環(huán)。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述卷筒通過(guò)螺釘與卷筒驅(qū)動(dòng)輪固定連接；所述卷筒通過(guò)螺釘與卷筒隨動(dòng)輪固定連接；所述導(dǎo)線塊通過(guò)螺釘與絲杠滑塊固定連接。

上述的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述線纜收放電機(jī)上安裝有用于對(duì)線纜收放電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的線纜收放電機(jī)編碼器。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種方法步驟簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、通過(guò)將線纜釋放或收取長(zhǎng)度與機(jī)器人行走距離進(jìn)行比較、能夠使得線纜釋放或收取長(zhǎng)度始終與機(jī)器人行走距離相配合、使得線纜收放有序、松緊合適、減少了線纜出現(xiàn)纏繞、斷裂的問(wèn)題的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜收放方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、連接線纜：將有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜纜纏繞在卷筒上后先穿過(guò)光電滑環(huán)，再穿過(guò)設(shè)置在導(dǎo)線塊上的導(dǎo)線孔與遠(yuǎn)端機(jī)器人控制箱連接；所述遠(yuǎn)端機(jī)器人控制箱內(nèi)設(shè)置有遠(yuǎn)端控制器，所述遠(yuǎn)端機(jī)器人控制箱上設(shè)置有遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)，所述遠(yuǎn)端控制器上接有用于連接遠(yuǎn)端控制器與遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)的第一通信電路模塊，所述遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)上連接有用于連接機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)的第二通信電路模塊，所述機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)上連接有用于與第二通信電路模塊通信的第三通信電路模塊，所述線纜收放電機(jī)編碼器與遠(yuǎn)端控制器的輸入端連接，所述遠(yuǎn)端控制器的輸出端接有線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述線纜收放電機(jī)與線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接；

步驟二、收放線纜，其具體過(guò)程為：

步驟201、有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走前，查看纏繞在卷筒上的線纜層數(shù)n和每層排布的排數(shù)m，輸入遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)；并操作遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)，設(shè)定左行走電機(jī)和右行走電機(jī)的轉(zhuǎn)速均為ω2，線纜釋放的長(zhǎng)度lx與有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s的差值閾值x，以及線纜收取的長(zhǎng)度lx′與有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s的差值閾值x′；其中，n的取值為1～6的整數(shù)，m的取值為1～20的整數(shù)；

步驟202、遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)根據(jù)公式ω1＝(d2·ω2)/(d+2(n-1)d)計(jì)算得到線纜收放裝置的線纜收放電機(jī)的轉(zhuǎn)速ω1，其中，d為卷筒的直徑，d2為主動(dòng)行走輪的直徑，d為線纜直徑；

步驟203、遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)將左行走電機(jī)和右行走電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)第二通信電路模塊、線纜和第三通信電路模塊傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)，機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)通過(guò)左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)左行走電機(jī)，并通過(guò)右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)右行走電機(jī)，使有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人以設(shè)定的轉(zhuǎn)速前進(jìn)或后退；

當(dāng)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人前進(jìn)時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)以轉(zhuǎn)速ω1正轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜釋放，同時(shí)，線纜收放電機(jī)編碼器對(duì)線纜收放電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行周期性檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)，每檢測(cè)一次，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)就根據(jù)公式lx＝l-m·π·[nd+n(n-1)d]計(jì)算得到線纜釋放的長(zhǎng)度lx，并根據(jù)公式s＝i·πd2·ω2·t計(jì)算得到有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s，再對(duì)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s和線纜釋放的長(zhǎng)度lx進(jìn)行比較，當(dāng)s>lx時(shí)，線纜上的張力會(huì)增大，此時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制線纜收放電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，使線纜釋放速度跟上有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的行走速度；當(dāng)s＝lx時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)以轉(zhuǎn)速ω1正轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜釋放；當(dāng)s<lx時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)再將lx與s的差值與x進(jìn)行比較，當(dāng)lx與s的差值大于x時(shí)，說(shuō)明線纜釋放的速度過(guò)快，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制線纜收放電機(jī)的轉(zhuǎn)速減小，當(dāng)lx與s的差值小于x時(shí)，說(shuō)明線纜的釋放速度還在合理的范圍內(nèi)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)以轉(zhuǎn)速ω1正轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜釋放；

當(dāng)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人后退時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)以轉(zhuǎn)速ω1反轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜收取，同時(shí)，線纜收放電機(jī)編碼器對(duì)線纜收放電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行周期性檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)，每檢測(cè)一次，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)就根據(jù)公式l′x＝l-m·π·[nd+n(n-1)d]計(jì)算得到線纜收取的長(zhǎng)度l′x，并根據(jù)公式s＝i·πd2·ω2·t計(jì)算得到有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s，再對(duì)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s和線纜收取的長(zhǎng)度l′x進(jìn)行比較，當(dāng)s<l′x時(shí)，線纜上的張力會(huì)增大，此時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制線纜收放電機(jī)的轉(zhuǎn)速減小，使線纜釋放速度跟上有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的行走速度；當(dāng)s＝l′x時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)以轉(zhuǎn)速ω1反轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜收取；當(dāng)s>l′x時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)再將s與l′x的差值與x′進(jìn)行比較，當(dāng)s與l′x的差值大于x′時(shí)，說(shuō)明線纜收取的速度過(guò)慢，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制線纜收放電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)s與l′x的差值小于x′時(shí)，說(shuō)明線纜的釋放速度還在合理的范圍內(nèi)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)以轉(zhuǎn)速ω1反轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜收取；

其中，l為線纜總長(zhǎng)度，i為有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走傳動(dòng)比，t為有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的時(shí)間；

步驟二中，線纜收放電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)主驅(qū)動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主驅(qū)動(dòng)同步帶輪通過(guò)卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶帶動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪通過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶帶動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪作為中間傳輸輪實(shí)現(xiàn)了扭矩的傳遞，卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)所述線纜卷取機(jī)構(gòu)動(dòng)作，絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)所述排線機(jī)構(gòu)動(dòng)作；其中，所述線纜卷取機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程為：卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)線纜的釋放和收取；所述排線機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程為：卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)雙向絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)雙向絲杠和絲杠滑塊的配合把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻z杠滑塊的左右移動(dòng)，導(dǎo)線塊隨絲杠滑塊一起運(yùn)動(dòng)，利用導(dǎo)線塊的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜的排布，將有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜整齊地纏繞在卷筒上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便。

2、本發(fā)明的四個(gè)擺臂履帶組件包含有四個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，四個(gè)擺臂履帶組件能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立360°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)體的多姿態(tài)變化，同時(shí)機(jī)器人的四個(gè)擺臂履帶組件能夠單獨(dú)拆解，方便了機(jī)器人的安裝及調(diào)試。

3、本發(fā)明的兩個(gè)行走履帶組件包含有兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，機(jī)器人的前進(jìn)、倒退及轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)控制兩電機(jī)的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)中，機(jī)器人以不同的速度差行駛時(shí)，可實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)向半徑的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)器人兩個(gè)行走履帶組件速度大小相等，方向相反時(shí)，機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)零半徑轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。

4、本發(fā)明的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人包含有多種環(huán)境傳感器，如三維數(shù)字羅盤(pán)，激光傳感器，紅外傳感器，雙目視覺(jué)傳感器等，能夠全面感知機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。

5、本發(fā)明有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的智能化程度高，工作穩(wěn)定性和可靠性高，其中的線纜收放裝置的工作穩(wěn)定性和可靠性高。

6、本發(fā)明的線纜收放裝置，由同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、線纜卷取機(jī)構(gòu)和排線機(jī)構(gòu)三個(gè)模塊構(gòu)成，利用一臺(tái)線纜收放電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)線纜的收放和排布，且能夠?qū)崿F(xiàn)線纜的主動(dòng)釋放和收取，與現(xiàn)有技術(shù)中僅能被動(dòng)釋放線纜，無(wú)法自動(dòng)收取線纜的被動(dòng)放纜方式相比，能夠?qū)崿F(xiàn)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人穩(wěn)定可靠地放纜和收攬，且線纜收放有序，松緊合適，穩(wěn)定性及有效性好。

7、本發(fā)明線纜收放裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低。

8、本發(fā)明的線纜收放裝置能夠?qū)崿F(xiàn)線纜的主動(dòng)釋放和收取與有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走相配合，能夠?yàn)橛芯€控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的有線控制建立穩(wěn)定的通信線路，保證控制信號(hào)和相關(guān)傳感器信息及電源的穩(wěn)定傳輸。

9、本發(fā)明有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜收放方法步驟簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，通過(guò)將線纜釋放或收取長(zhǎng)度與機(jī)器人行走距離進(jìn)行比較，能夠使得線纜釋放或收取長(zhǎng)度始終與機(jī)器人行走距離相配合，使得線纜收放有序，松緊合適，減少了線纜出現(xiàn)纏繞、斷裂的問(wèn)題。

10、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)新穎合理，智能化程度高，工作穩(wěn)定性和可靠性高，線纜收放有序，松緊合適，穩(wěn)定性及有效性好，減少了線纜出現(xiàn)纏繞、斷裂的問(wèn)題，能夠保證控制信號(hào)和相關(guān)傳感器信息及電源的穩(wěn)定傳輸，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明機(jī)器人本體的俯視上箱腔體剖視圖。

圖4為本發(fā)明機(jī)器人本體的俯視下箱腔體剖視圖。

圖5為本發(fā)明左前擺臂履帶組件、右前擺臂履帶組件、左后擺臂履帶組件或右后擺臂履帶組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的俯視剖視圖。

圖7為本發(fā)明主動(dòng)行走輪、擺臂套筒軸和擺臂軸的連接關(guān)系示意圖。

圖8為本發(fā)明左支撐輪腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖8的仰視圖。

圖10為本發(fā)明右支撐輪腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為圖10的仰視圖。

圖12為本發(fā)明線纜收放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為本發(fā)明線纜卷取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為本發(fā)明排線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為本發(fā)明機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)與其他各單元的連接關(guān)系示意圖。

圖17為本發(fā)明有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜收放方法的方法流程框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1—左前擺臂履帶組件；2—左支撐輪腔體；3—左后擺臂履帶組件；

4—左行走履帶組件；5—機(jī)器人本體；6—右后擺臂履帶組件；

7—右行走履帶組件；8—上箱腔體；9—傳感器腔體；

10—右前擺臂履帶組件；11—擺臂電機(jī)錐齒輪；12—擺臂軸錐齒輪；

13—行走電機(jī)錐齒輪；14—主動(dòng)行走輪；15—行走輪錐齒輪；

16—從動(dòng)行走輪；17—下箱腔體；18—左行走電機(jī)；

19—左前擺臂電機(jī)；20—三維數(shù)字羅盤(pán)；21—電池；

22—電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組；22-1—右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

22-2—左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；22-3—右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

22-4—右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；22-5—左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

22-6—左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；23—機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)；

24—變壓器；25—遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)；26—線纜收放箱；

27—環(huán)境信息傳感器；27-1—溫度傳感器；27-2—氧氣傳感器；

27-3—甲烷傳感器；27-4—一氧化碳傳感器；

28—雙目視覺(jué)傳感器；29—激光雷達(dá)傳感器；

30—照明燈；31—擺臂軸；32—擺臂支架；

33—擺臂前輪；34—擺臂驅(qū)動(dòng)輪；35—擺臂上支撐輪；

36—擺臂下支撐輪；37—擺臂橡膠履帶；38—軸承；

39—擺臂套筒軸；40—行走橡膠履帶；41—右行走電機(jī)；

42—右減震支架；43—右減震輪固定板；44—右減震輪旋轉(zhuǎn)軸；

45—右減震輪連接板；46—右減震輪；47—右減震護(hù)板；

48—右減震支撐輪組；49—左減震支架；50—左減震輪固定板；

51—左減震輪旋轉(zhuǎn)軸；52—左減震輪連接板；53—左減震輪；

54—左減震護(hù)板；55—左減震支撐輪組；56—右前擺臂電機(jī)；

57—右后擺臂電機(jī)；58—左后擺臂電機(jī)；59—超聲波傳感器；

60—右支撐輪腔體；61—右紅外傳感器；62—左紅外傳感器；

63—前齒輪腔體；64—左后齒輪腔體；65—右后齒輪腔體；

66—線纜收放裝置；66-1—線纜收放電機(jī)；66-2—同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

66-21—主驅(qū)動(dòng)同步帶輪；66-22—卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶；

66-23—卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪；66-24—絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶；

66-25—絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪；66-3—線纜卷取機(jī)構(gòu)；

66-31—卷筒；66-32—第一卷筒支架；66-33—第二卷筒支架；

66-34—第一卷筒軸承；66-35—卷筒驅(qū)動(dòng)軸；66-36—卷筒驅(qū)動(dòng)輪；

66-37—卷筒支撐軸；66-38—第二卷筒軸承；66-39—卷筒隨動(dòng)輪；

66-310—光電滑環(huán)；66-4—排線機(jī)構(gòu)；66-41—雙向絲杠；

66-42—第一絲杠支架；66-43—第二絲杠支架；66-44—第一絲杠軸承；

66-45—第二絲杠軸承；66-46—絲杠滑塊；66-47—光軸；

66-48—導(dǎo)線塊；66-49—導(dǎo)線孔；67—遠(yuǎn)端控制器；

68—遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)；69—第一通信電路模塊；70—第二通信電路模塊；

71—第三通信電路模塊；72—線纜收放電機(jī)編碼器；

73—線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；74-1—右行走電機(jī)編碼器；

74-2—左行走電機(jī)編碼器。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人，包括機(jī)器人本體5和設(shè)置在機(jī)器人本體5頂部的線纜收放箱26，所述線纜收放箱26內(nèi)設(shè)置有線纜收放裝置66；

如圖2、圖3和圖4所示，所述機(jī)器人本體5包括機(jī)身箱體、兩個(gè)行走履帶組件和四個(gè)擺臂履帶組件，所述機(jī)身箱體包括下箱腔體17、上箱腔體8、傳感器腔體9、三個(gè)齒輪腔體和兩個(gè)支撐輪腔體，所述上箱腔體8設(shè)置在下箱腔體17的上部，所述傳感器腔體9設(shè)置在上箱腔體8的上部前側(cè)，三個(gè)所述齒輪腔體分別為前齒輪腔體63、左后齒輪腔體64和右后齒輪腔體65，所述前齒輪腔體63設(shè)置在下箱腔體17的前側(cè)，所述左后齒輪腔體64設(shè)置在下箱腔體17的后方左側(cè)，所述右后齒輪腔體65設(shè)置在下箱腔體17的后方右側(cè)，兩個(gè)所述支撐輪腔體分別為左支撐輪腔體2和右支撐輪腔體60，所述左支撐輪腔體2設(shè)置在下箱腔體17的左側(cè)，所述右支撐輪腔體60設(shè)置在下箱腔體17的右側(cè)；兩個(gè)行走履帶組件分別為設(shè)置在左支撐輪腔體2上的左行走履帶組件4和設(shè)置在右支撐輪腔體60上的右行走履帶組件7，四個(gè)擺臂履帶組件分別為設(shè)置在左支撐輪腔體2前側(cè)的左前擺臂履帶組件1、設(shè)置在左支撐輪腔體2后側(cè)的左后擺臂履帶組件3、設(shè)置在右支撐輪腔體60前側(cè)的右前擺臂履帶組件10和設(shè)置在右支撐輪腔體60后側(cè)的右后擺臂履帶組件6；所述下箱腔體17內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)左行走履帶組件4的左行走電機(jī)18和用于驅(qū)動(dòng)右行走履帶組件7的右行走電機(jī)41；以及用于驅(qū)動(dòng)左前擺臂履帶組件1的左前擺臂電機(jī)19、用于驅(qū)動(dòng)左后擺臂履帶組件3的左后擺臂電機(jī)58、用于驅(qū)動(dòng)右前擺臂履帶組件10的右前擺臂電機(jī)56和用于驅(qū)動(dòng)右后擺臂履帶組件6的右后擺臂電機(jī)57；所述左行走電機(jī)18上安裝有用于對(duì)左行走電機(jī)18的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的左行走電機(jī)編碼器74-2，所述右行走電機(jī)41上安裝有用于對(duì)右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的右行走電機(jī)編碼器74-1；所述下箱腔體17的外部前側(cè)設(shè)置有用于對(duì)救援機(jī)器人前方的障礙物進(jìn)行檢測(cè)的超聲波傳感器59；所述上箱腔體8內(nèi)設(shè)置有機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23、電池21、變壓器24、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組22和三維數(shù)字羅盤(pán)20；結(jié)合圖16，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組22包括左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2、右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1、左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-5、右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-3、左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-6和右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-4，所述左行走電機(jī)編碼器74-2、右行走電機(jī)編碼器74-1和超聲波傳感器59均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23的輸入端連接，所述左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2、右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1、左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-5、右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-3、左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-6和右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-4均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23的輸出端連接，所述左行走電機(jī)18與左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2的輸出端連接，所述右行走電機(jī)41與右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1的輸出端連接，所述左前擺臂電機(jī)19與左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-5的輸出端連接，所述右前擺臂電機(jī)56與右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-3的輸出端連接，所述左后擺臂電機(jī)58與左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-6的輸出端連接，所述右后擺臂電機(jī)57與右后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-4的輸出端連接；所述傳感器腔體9內(nèi)設(shè)置有環(huán)境信息傳感器27、雙目視覺(jué)傳感器28、激光雷達(dá)傳感器29和照明燈30；所述環(huán)境信息傳感器27的輸出端、雙目視覺(jué)傳感器28的輸出端和激光雷達(dá)傳感器29的輸出端均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23的輸入端連接；使用時(shí)，所述雙目視覺(jué)傳感器28和激光雷達(dá)傳感器29用于檢測(cè)機(jī)器人前方障礙物信息；所述前齒輪腔體63內(nèi)設(shè)置有用于將左前擺臂電機(jī)19的動(dòng)力傳遞給左前擺臂履帶組件1的左前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、用于將右前擺臂電機(jī)56的動(dòng)力傳遞給右前擺臂履帶組件10的右前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、用于將左行走電機(jī)18的動(dòng)力傳遞給左行走履帶組件4的左行走齒輪傳動(dòng)組件和用于將右行走電機(jī)41的動(dòng)力傳遞給右行走履帶組件7的右行走齒輪傳動(dòng)組件；所述左后齒輪腔體64內(nèi)設(shè)置有用于將左后擺臂電機(jī)58的動(dòng)力傳遞給左后擺臂履帶組件3的左后擺臂齒輪傳動(dòng)組件，所述右后齒輪腔體65內(nèi)設(shè)置有用于將右后擺臂電機(jī)58的動(dòng)力傳遞給右后擺臂履帶組件3的右后擺臂齒輪傳動(dòng)組件；所述左支撐輪腔體2內(nèi)設(shè)置有左減震支架49和安裝在左減震支架49上的左減震支撐輪組件，所述左支撐輪腔體外部設(shè)置有用于對(duì)救援機(jī)器人左側(cè)的障礙物進(jìn)行檢測(cè)的左紅外傳感器62；所述右支撐輪腔體60內(nèi)設(shè)置有右減震支架42和安裝在右減震支架42上的右減震支撐輪組件，所述右支撐輪腔體60外部設(shè)置有用于對(duì)救援機(jī)器人右側(cè)的障礙物進(jìn)行檢測(cè)的右紅外傳感器61；所述左紅外傳感器62和右紅外傳感器61均與機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23的輸入端連接；所述左支撐輪腔體2和右支撐輪腔體60為單獨(dú)可拆解結(jié)構(gòu)；

結(jié)合圖12，所述線纜收放裝置66包括線纜收放電機(jī)66-1和與線纜收放電機(jī)66-1的輸出軸連接的同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)66-2，以及與同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)66-2均連接的線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3和排線機(jī)構(gòu)66-4；結(jié)合圖13，所述同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)66-2包括主驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-21、卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23和絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-25，所述主驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-21和卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23上跨接有卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶66-22，所述卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23和絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-25上跨接有絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶66-24，所述主驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-21固定連接在線纜收放電機(jī)66-1的輸出軸上；結(jié)合圖14，所述線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3包括卷筒66-31以及間隔設(shè)置的第一卷筒支架66-32和第二卷筒支架66-33，所述第一卷筒支架66-32上設(shè)置有第一卷筒軸承66-34，所述第一卷筒軸承66-34上安裝有卷筒驅(qū)動(dòng)軸66-35，所述卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23固定連接在卷筒驅(qū)動(dòng)軸66-35上，所述卷筒驅(qū)動(dòng)軸66-35上固定連接有卷筒驅(qū)動(dòng)輪66-36，所述卷筒66-31與卷筒驅(qū)動(dòng)輪66-36固定連接；所述第二卷筒支架66-33上安裝有卷筒支撐軸66-37，所述卷筒支撐軸66-37上安裝有第二卷筒軸承66-38，所述第二卷筒軸承66-38上安裝有卷筒隨動(dòng)輪66-39，所述卷筒66-31與卷筒隨動(dòng)輪66-39固定連接；結(jié)合圖15，所述排線機(jī)構(gòu)66-4包括雙向絲杠66-41以及間隔設(shè)置的第一絲杠支架66-42和第二絲杠支架66-43，所述第一絲杠支架66-42上設(shè)置有第一絲杠軸承66-44，所述第二絲杠支架66-43上設(shè)置有第二絲杠軸承66-45，所述雙向絲杠66-41的一端安裝在第一絲杠軸承66-44中，所述雙向絲杠66-41的另一端安裝在第二絲杠軸承66-45中，所述絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-25固定連接在雙向絲杠66-41上，所述雙向絲杠66-41上螺紋連接有絲杠滑塊66-46，所述第一絲杠支架66-42和第二絲杠支架66-43上架設(shè)有與雙向絲杠66-41相平行的光軸66-47，所述光軸66-47穿過(guò)設(shè)置在絲杠滑塊66-46上的導(dǎo)向孔，所述絲杠滑塊66-46頂部設(shè)置有用于排線的導(dǎo)線塊66-48，所述導(dǎo)線塊66-48上設(shè)置有供有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜穿過(guò)的導(dǎo)線孔66-49。

本發(fā)明的線纜收放裝置66，不僅包括線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3，還包括線纜收放電機(jī)66-1、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)66-2和排線機(jī)構(gòu)66-4，同步帶傳送機(jī)構(gòu)66-2用于將線纜收放電機(jī)66-1的動(dòng)力傳遞給線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3和排線機(jī)構(gòu)66-4，能夠?qū)崿F(xiàn)線纜的主動(dòng)釋放和收取，與現(xiàn)有技術(shù)中僅能被動(dòng)釋放線纜，無(wú)法自動(dòng)收取線纜的被動(dòng)放纜方式相比，能夠?qū)崿F(xiàn)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人穩(wěn)定可靠地放纜和收攬，且線纜收放有序，松緊合適，穩(wěn)定性及有效性好。

本實(shí)施例中，如圖16所示，所述環(huán)境信息傳感器27包括溫度傳感器27-1、氧氣傳感器27-2、甲烷傳感器27-3和一氧化碳傳感器27-4。

本實(shí)施例中，如圖5和圖6所示，所述左前擺臂履帶組件1、右前擺臂履帶組件10、左后擺臂履帶組件3和右后擺臂履帶組件6的結(jié)構(gòu)相同且均包括擺臂軸31、擺臂支架32以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接在擺臂支架32前端的擺臂前輪33和轉(zhuǎn)動(dòng)連接在擺臂支架32后端的擺臂驅(qū)動(dòng)輪34，所述擺臂軸31通過(guò)花鍵與擺臂支架32連接，所述擺臂支架32的中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有上下相對(duì)設(shè)置的擺臂上支撐輪35和擺臂下支撐輪36，所述擺臂前輪33的直徑小于擺臂驅(qū)動(dòng)輪34的直徑，所述擺臂前輪33、擺臂上支撐輪35、擺臂驅(qū)動(dòng)輪34和擺臂下支撐輪36上跨接有擺臂橡膠履帶37，所述擺臂軸31上通過(guò)軸承38轉(zhuǎn)動(dòng)連接有擺臂套筒軸39，所述擺臂驅(qū)動(dòng)輪34固定連接在擺臂套筒軸39上；具體實(shí)施時(shí)，所述擺臂驅(qū)動(dòng)輪34通過(guò)平鍵固定連接在擺臂套筒軸39上；所述左前擺臂履帶組件1、右前擺臂履帶組件10、左后擺臂履帶組件3和右后擺臂履帶組件6均采用了同心軸的傳動(dòng)方式，此方式在傳動(dòng)中，擺臂套筒軸39與擺臂軸31能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，互不干涉運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化了機(jī)器人傳動(dòng)所需空間。所述左前擺臂履帶組件1、右前擺臂履帶組件10、左后擺臂履帶組件3和右后擺臂履帶組件6能夠單獨(dú)拆解，方便救援機(jī)器人的安裝及調(diào)試。

本實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，所述左前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、右前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、左后擺臂齒輪傳動(dòng)組件和右后擺臂齒輪傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)相同且均包括擺臂電機(jī)錐齒輪11和與擺臂電機(jī)錐齒輪11嚙合的擺臂軸錐齒輪12，所述擺臂電機(jī)錐齒輪11固定連接在左前擺臂電機(jī)19、右前擺臂電機(jī)56、左后擺臂電機(jī)58或右后擺臂電機(jī)57的輸出軸上，所述擺臂軸錐齒輪12與擺臂軸31固定連接；

本實(shí)施例中，如圖3、圖4和圖7所示，所述左行走履帶組件4和右行走履帶組件7的結(jié)構(gòu)相同且均包括主動(dòng)行走輪14和從動(dòng)行走輪16，以及跨接在所述主動(dòng)行走輪14和所述從動(dòng)行走輪16上的行走橡膠履帶40，所述右行走履帶組件7中的主動(dòng)行走輪14固定連接在右前擺臂履帶組件10中的擺臂套筒軸39上，所述右行走履帶組件7中的從動(dòng)行走輪16固定連接在右后擺臂履帶組件6中的擺臂套筒軸39上，所述左行走履帶組件4中的主動(dòng)行走輪14固定連接在左前擺臂履帶組件1中的擺臂套筒軸39上，所述左行走履帶組件4中的從動(dòng)行走輪16固定連接在左后擺臂履帶組件3中的擺臂套筒軸39上，所述主動(dòng)行走輪14和從動(dòng)行走輪16的直徑相等；具體實(shí)施時(shí)，所述左行走履帶組件4中的主動(dòng)行走輪14和從動(dòng)行走輪16分別設(shè)置在左支撐輪腔體的前后兩側(cè)，所述右行走履帶組件7中的主動(dòng)行走輪14和從動(dòng)行走輪16分別設(shè)置在右支撐輪腔體60的前后兩側(cè)；

本實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，所述左行走齒輪傳動(dòng)組件和右行走齒輪傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)相同且均包括行走電機(jī)錐齒輪13和與行走電機(jī)錐齒輪13嚙合的行走輪錐齒輪15，所述行走電機(jī)錐齒輪13固定連接在左行走電機(jī)18或右行走電機(jī)41的輸出軸上，所述行走輪錐齒輪15與擺臂套筒軸39固定連接。

使用時(shí)，所述左前擺臂履帶組件1、右前擺臂履帶組件10、左后擺臂履帶組件3和右后擺臂履帶組件6能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立360°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述左前擺臂電機(jī)19、右前擺臂電機(jī)56、左后擺臂電機(jī)58或右后擺臂電機(jī)57的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)擺臂電機(jī)錐齒輪11和擺臂軸錐齒輪12傳遞到擺臂軸31上，然后通過(guò)擺臂軸31的花鍵把擺臂軸31的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到擺臂支架32上，實(shí)現(xiàn)左前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、右前擺臂齒輪傳動(dòng)組件、左后擺臂齒輪傳動(dòng)組件或右前擺臂齒輪傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述左行走電機(jī)18或右行走電機(jī)41的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)行走電機(jī)錐齒輪13傳遞到擺臂套筒軸39上，再傳遞給主動(dòng)行走輪14和擺臂驅(qū)動(dòng)輪34，行走橡膠履帶40把主動(dòng)行走輪14的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給從動(dòng)行走輪16，實(shí)現(xiàn)左行走履帶組件4和右行走履帶組件7的行走運(yùn)動(dòng)，完成機(jī)器人的行走運(yùn)動(dòng)；擺臂橡膠履帶37把擺臂驅(qū)動(dòng)輪34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給擺臂前輪33，擺臂上支撐輪35和擺臂下支撐輪36能夠調(diào)節(jié)擺臂橡膠履帶37的張緊及支撐作用。

本實(shí)施例中，如圖8和圖9所示，所述左減震支撐輪組件包括三個(gè)左減震支撐輪組55，每個(gè)所述左減震支撐輪組55均包括與左減震支架49固定連接的左減震輪固定板50和與左減震輪固定板50通過(guò)左減震輪旋轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動(dòng)連接的左減震輪連接板52，所述左減震輪連接板52的兩端各轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)左減震輪53，三個(gè)所述左減震支撐輪組55中的其中兩個(gè)設(shè)置在左減震支架49的下部，三個(gè)所述左減震支撐輪組55中的另外一個(gè)設(shè)置在左減震支架49的上部，所述左減震支架49上固定連接有罩住三個(gè)左減震支撐輪組55的左減震護(hù)板54；使用時(shí)，兩個(gè)左減震輪53通過(guò)左減震輪旋轉(zhuǎn)軸51進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，調(diào)整角度，機(jī)器人在遇到較低障礙時(shí)，兩個(gè)左減震輪53能夠自行調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度，以輔助機(jī)器人平滑越障障礙；

本實(shí)施例中，如圖10和圖11所示，所述右減震支撐輪組件包括三個(gè)右減震支撐輪組48，每個(gè)所述右減震支撐輪組48均包括與右減震支架42固定連接的右減震輪固定板43和與右減震輪固定板43通過(guò)右減震輪旋轉(zhuǎn)軸44轉(zhuǎn)動(dòng)連接的右減震輪連接板45，所述右減震輪連接板45的兩端各轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)右減震輪46，三個(gè)所述右減震支撐輪組48中的其中兩個(gè)設(shè)置在右減震支架42的下部，三個(gè)所述右減震支撐輪組48中的另外一個(gè)設(shè)置在右減震支架42的上部，所述右減震支架42上固定連接有罩住三個(gè)右減震支撐輪組48的右減震護(hù)板47。使用時(shí)，兩個(gè)右減震輪46通過(guò)右減震輪旋轉(zhuǎn)軸44進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，調(diào)整角度，機(jī)器人在遇到較低障礙時(shí)，兩個(gè)右減震輪46能夠自行調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度，以輔助機(jī)器人平滑越障障礙。

本實(shí)施例中，所述第一卷筒軸承66-34、第二卷筒軸承66-38、第一絲杠軸承66-44和第二絲杠軸承66-45均為圓錐滾子軸承。通過(guò)在線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3中使用成對(duì)的圓錐滾子軸承，第一個(gè)圓錐滾子軸承用來(lái)支撐安裝卷筒驅(qū)動(dòng)軸66-35，第二個(gè)圓錐滾子軸承用來(lái)支撐安裝卷筒支撐軸66-37，使得線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3有了雙向承受軸向力的功能，在進(jìn)行線纜卷取時(shí)，具有了更好的穩(wěn)定性和可靠性；通過(guò)在排線機(jī)構(gòu)66-4中使用成對(duì)的圓錐滾子軸承，第一個(gè)圓錐滾子軸承和第二個(gè)圓錐滾子軸承相配合用來(lái)支撐安裝雙向絲杠66-41，使得排線機(jī)構(gòu)66-4有了雙向承受軸向力的功能，具有了更好的穩(wěn)定性和可靠性。

如圖14所示，本實(shí)施例中，所述卷筒支撐軸66-37內(nèi)安裝有光電滑環(huán)66-310。光電滑環(huán)66-310用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)從旋轉(zhuǎn)平臺(tái)向靜止平臺(tái)的傳輸，防止線纜因?yàn)榫硗?6-31的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭曲變形，造成聯(lián)接中斷，信息傳遞和電源供應(yīng)失敗，保證了線纜釋放和收取的穩(wěn)定性和可靠性，能夠保證機(jī)器人的持續(xù)穩(wěn)定工作。

本實(shí)施例中，所述卷筒66-31通過(guò)螺釘與卷筒驅(qū)動(dòng)輪66-36固定連接；所述卷筒66-31通過(guò)螺釘與卷筒隨動(dòng)輪66-39固定連接；所述導(dǎo)線塊66-48通過(guò)螺釘與絲杠滑塊66-46固定連接。將卷筒66-31通過(guò)螺釘與卷筒驅(qū)動(dòng)輪66-36和卷筒隨動(dòng)輪66-39固定連接，能夠保證卷筒66-31的安裝穩(wěn)固性；采用螺釘將導(dǎo)線塊66-48固定連接在絲杠滑塊66-46頂部，使得導(dǎo)線塊66-48與絲杠滑塊66-46的連接可靠，導(dǎo)線塊66-48能夠隨絲杠滑塊66-46一起運(yùn)動(dòng)，利用導(dǎo)線塊66-48的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜的排布，將有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜整齊地纏繞在卷筒66-31上。

本實(shí)施例中，所述線纜收放電機(jī)66-1上安裝有用于對(duì)線纜收放電機(jī)66-1轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的線纜收放電機(jī)編碼器72。通過(guò)設(shè)置線纜收放電機(jī)編碼器72，能夠?qū)€纜收放電機(jī)66-1轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行周期性檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給遠(yuǎn)端控制器67。

如圖17所示，本發(fā)明的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜收放方法，包括以下步驟：

步驟一、連接線纜：將有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜纜纏繞在卷筒66-31上后先穿過(guò)光電滑環(huán)66-310，再穿過(guò)設(shè)置在導(dǎo)線塊66-48上的導(dǎo)線孔66-49與遠(yuǎn)端機(jī)器人控制箱連接；如圖16所示，所述遠(yuǎn)端機(jī)器人控制箱內(nèi)設(shè)置有遠(yuǎn)端控制器67，所述遠(yuǎn)端機(jī)器人控制箱上設(shè)置有遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68，所述遠(yuǎn)端控制器67上接有用于連接遠(yuǎn)端控制器67與遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68的第一通信電路模塊69，所述遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68上連接有用于連接機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23的第二通信電路模塊70，所述機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23上連接有用于與第二通信電路模塊70通信的第三通信電路模塊71，所述線纜收放電機(jī)編碼器72與遠(yuǎn)端控制器67的輸入端連接，所述遠(yuǎn)端控制器67的輸出端接有線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73，所述線纜收放電機(jī)66-1與線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73的輸出端連接；

步驟二、收放線纜，其具體過(guò)程為：

步驟201、有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走前，查看纏繞在卷筒66-31上的線纜層數(shù)n和每層排布的排數(shù)m，輸入遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68；并操作遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68，設(shè)定左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速均為ω2，線纜釋放的長(zhǎng)度lx與有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s的差值閾值x，以及線纜收取的長(zhǎng)度l′x與有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s的差值閾值x′；其中，n的取值為1～6的整數(shù)，m的取值為1～20的整數(shù)；

具體實(shí)施時(shí)，x和x′的取值相等且均取值為線纜收放裝置7的卷筒3-1到地面的高度；

步驟202、遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68根據(jù)公式ω1＝(d2·ω2)/(d+2(n-1)d)計(jì)算得到線纜收放裝置的線纜收放電機(jī)66-1的轉(zhuǎn)速ω1，其中，d為卷筒66-31的直徑，d2為主動(dòng)行走輪14的直徑，d為線纜直徑；

步驟203、遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68將左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速通過(guò)第二通信電路模塊70、線纜和第三通信電路模塊71傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23通過(guò)左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2驅(qū)動(dòng)左行走電機(jī)18，并通過(guò)右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1驅(qū)動(dòng)右行走電機(jī)41，使有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人以設(shè)定的轉(zhuǎn)速前進(jìn)或后退；

當(dāng)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人前進(jìn)時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)66-1以轉(zhuǎn)速ω1正轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜釋放，同時(shí)，線纜收放電機(jī)編碼器72對(duì)線纜收放電機(jī)66-1轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行周期性檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68，每檢測(cè)一次，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68就根據(jù)公式lx＝l-m·π·[nd+n(n-1)d]計(jì)算得到線纜釋放的長(zhǎng)度lx，并根據(jù)公式s＝i·πd2·ω2·t計(jì)算得到有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s，再對(duì)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s和線纜釋放的長(zhǎng)度lx進(jìn)行比較，當(dāng)s>lx時(shí)，線纜上的張力會(huì)增大，此時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73控制線纜收放電機(jī)66-1的轉(zhuǎn)速增大，使線纜釋放速度跟上有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的行走速度；當(dāng)s＝lx時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)66-1以轉(zhuǎn)速ω1正轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜釋放；當(dāng)s<lx時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68再將lx與s的差值與x進(jìn)行比較，當(dāng)lx與s的差值大于x時(shí)，說(shuō)明線纜釋放的速度過(guò)快，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73控制線纜收放電機(jī)66-1的轉(zhuǎn)速減小，當(dāng)lx與s的差值小于x時(shí)，說(shuō)明線纜的釋放速度還在合理的范圍內(nèi)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)66-1以轉(zhuǎn)速ω1正轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜釋放；

當(dāng)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人后退時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)66-1以轉(zhuǎn)速ω1反轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜收取，同時(shí)，線纜收放電機(jī)編碼器72對(duì)線纜收放電機(jī)66-1轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)進(jìn)行周期性檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68，每檢測(cè)一次，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68就根據(jù)公式l′x＝l-m·π·[nd+n(n-1)d]計(jì)算得到線纜收取的長(zhǎng)度l′x，并根據(jù)公式s＝i·πd2·ω2·t計(jì)算得到有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s，再對(duì)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的距離s和線纜收取的長(zhǎng)度l′x進(jìn)行比較，當(dāng)s<l′x時(shí)，線纜上的張力會(huì)增大，此時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73控制線纜收放電機(jī)66-1的轉(zhuǎn)速減小，使線纜釋放速度跟上有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的行走速度；當(dāng)s＝l′x時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)66-1以轉(zhuǎn)速ω1反轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜收取；當(dāng)s>l′x時(shí)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68再將s與l′x的差值與x′進(jìn)行比較，當(dāng)s與l′x的差值大于x′時(shí)，說(shuō)明線纜收取的速度過(guò)慢，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68通過(guò)線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73控制線纜收放電機(jī)66-1的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)s與l′x的差值小于x′時(shí)，說(shuō)明線纜的釋放速度還在合理的范圍內(nèi)，遠(yuǎn)端控制計(jì)算機(jī)68繼續(xù)控制線纜收放電機(jī)驅(qū)動(dòng)器73驅(qū)動(dòng)線纜收放電機(jī)66-1以轉(zhuǎn)速ω1反轉(zhuǎn)進(jìn)行線纜收取；

其中，l為線纜總長(zhǎng)度，i為有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走傳動(dòng)比，t為有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人行走的時(shí)間；

步驟二中，線纜收放電機(jī)66-1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)主驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-21轉(zhuǎn)動(dòng)，主驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-21通過(guò)卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶66-22帶動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23通過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶66-24帶動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-25轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23作為中間傳輸輪實(shí)現(xiàn)了扭矩的傳遞，卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23帶動(dòng)所述線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3動(dòng)作，絲杠驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-25帶動(dòng)所述排線機(jī)構(gòu)66-4動(dòng)作；其中，所述線纜卷取機(jī)構(gòu)66-3的動(dòng)作過(guò)程為：卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23帶動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)軸66-35轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)軸66-35帶動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)輪66-36轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)卷筒66-31轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)線纜的釋放和收取；所述排線機(jī)構(gòu)66-4的動(dòng)作過(guò)程為：卷筒驅(qū)動(dòng)同步帶輪66-23帶動(dòng)雙向絲杠66-41轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)雙向絲杠66-41和絲杠滑塊66-46的配合把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻z杠滑塊66-46的左右移動(dòng)，導(dǎo)線塊66-48隨絲杠滑塊66-46一起運(yùn)動(dòng)，利用導(dǎo)線塊66-48的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜的排布，將有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜整齊地纏繞在卷筒66-31上。

本發(fā)明的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的線纜收放方法，通過(guò)將線纜釋放或收取長(zhǎng)度與機(jī)器人行走距離進(jìn)行比較，能夠使得線纜釋放或收取長(zhǎng)度始終與機(jī)器人行走距離相配合，使得線纜收放有序，松緊合適，減少了線纜出現(xiàn)纏繞、斷裂的問(wèn)題。

本發(fā)明的有線控制煤礦救援探測(cè)機(jī)器人的自主行走控制方法，包括以下步驟：

步驟一、數(shù)據(jù)采集及傳輸：環(huán)境信息傳感器27對(duì)救援機(jī)器人所處環(huán)境信息進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，雙目視覺(jué)傳感器28對(duì)救援機(jī)器人前方的道路環(huán)境圖像進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，激光雷達(dá)傳感器29對(duì)救援機(jī)器人與前方障礙物的距離進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，左紅外傳感器62對(duì)救援機(jī)器人左側(cè)的障礙物進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，右紅外傳感器61對(duì)救援機(jī)器人右側(cè)的障礙物進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，超聲波傳感器59用于對(duì)救援機(jī)器人前方的障礙物進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23，三維數(shù)字羅盤(pán)20對(duì)救援機(jī)器人的姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23；機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23將其接收到的環(huán)境信息傳感器27輸出的環(huán)境信息和雙目視覺(jué)傳感器28輸出的救援機(jī)器人前方的道路環(huán)境圖像通過(guò)第三通信電路模塊71、線纜和第二通信電路模塊70傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)25；

步驟二、數(shù)據(jù)分析處理，具體過(guò)程為：

步驟201、機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23對(duì)其接收到的超聲波傳感器59和激光雷達(dá)傳感器29輸出的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出救援機(jī)器人行走環(huán)境中的前方是否有障礙物以及與前方障礙物的距離；

步驟202、機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23對(duì)其接收到的左紅外傳感器62輸出的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出救援機(jī)器人行走環(huán)境中的左側(cè)是否有障礙物以及距離障礙物的距離；

步驟203、機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23對(duì)其接收到的右紅外傳感器61輸出的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出救援機(jī)器人行走環(huán)境中的右側(cè)是否有障礙物以及距離障礙物的距離；

步驟204、機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23對(duì)其接收到的三維數(shù)字羅盤(pán)20輸出的救援機(jī)器人的姿態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出救援機(jī)器人行走環(huán)境為平坦路面、上斜坡還是下斜坡；

步驟三、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制：機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23根據(jù)步驟二中的數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果，判斷出救援機(jī)器人行走環(huán)境為平坦路面、上斜坡還是下斜坡，并判斷出救援機(jī)器人行走環(huán)境中是否有障礙物及障礙物的方位，根據(jù)行走環(huán)境不同輸出對(duì)左行走電機(jī)18、右行走電機(jī)41、左前擺臂電機(jī)19、左后擺臂電機(jī)58、右前擺臂電機(jī)56和右后擺臂電機(jī)57的控制信號(hào)，控制救援機(jī)器人行走；

當(dāng)救援機(jī)器人行走環(huán)境為平坦路面時(shí)，所述機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23通過(guò)左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2驅(qū)動(dòng)左行走電機(jī)18，并通過(guò)右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1驅(qū)動(dòng)右行走電機(jī)41，使左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速相等，進(jìn)行直線行駛；

當(dāng)救援機(jī)器人行走環(huán)境中前方有障礙物、右側(cè)有障礙物或前方與右側(cè)均有障礙物且通過(guò)雙目視覺(jué)傳感器28和激光雷達(dá)傳感器29探測(cè)到障礙物高度大于機(jī)器人最大越障高度時(shí)，所述機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23通過(guò)左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2驅(qū)動(dòng)左行走電機(jī)18，并通過(guò)右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1驅(qū)動(dòng)右行走電機(jī)41，先使右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速大于左行走電機(jī)18的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行左拐彎行駛，再使左行走電機(jī)18的轉(zhuǎn)速大于右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行右拐彎行駛，使行駛路線呈半圓弧，繞過(guò)前方障礙物，最后再使左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速相等，進(jìn)行直線行駛；

當(dāng)救援機(jī)器人行走環(huán)境中左側(cè)有障礙物或前方與左側(cè)均有障礙物且通過(guò)雙目視覺(jué)傳感器28和激光雷達(dá)傳感器29探測(cè)到障礙物高度大于機(jī)器人最大越障高度時(shí)，所述機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23通過(guò)左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2驅(qū)動(dòng)左行走電機(jī)18，并通過(guò)右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1驅(qū)動(dòng)右行走電機(jī)41，先使左行走電機(jī)18的轉(zhuǎn)速大于右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行右拐彎行駛，再使右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速大于左行走電機(jī)18的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行左拐彎行駛，使行駛路線呈半圓弧，繞過(guò)左側(cè)障礙物，最后再使左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速相等，進(jìn)行直線行駛；

當(dāng)救援機(jī)器人行走環(huán)境中前方、左側(cè)與右側(cè)均有障礙物時(shí)，所述機(jī)器人通過(guò)雙目視覺(jué)傳感器28和激光雷達(dá)傳感器29探測(cè)障礙物高度，當(dāng)障礙物高度小于機(jī)器人最大越障高度時(shí)，控制計(jì)算機(jī)23通過(guò)左前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-5和右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-3驅(qū)動(dòng)左前擺臂電機(jī)19和右前擺臂電機(jī)56，利用前面兩個(gè)擺臂搭在障礙物上部邊沿，并通過(guò)擺臂電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)抬高機(jī)器人本體前部，使前部同樣搭在障礙物上部邊沿；通過(guò)左后擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-6和右前擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-3驅(qū)動(dòng)左后擺臂電機(jī)58和右前擺臂電機(jī)56，抬升機(jī)器人后部；所述機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)23再通過(guò)左行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-2驅(qū)動(dòng)左行走電機(jī)18，并通過(guò)右行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22-1驅(qū)動(dòng)右行走電機(jī)41，使左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速相等，進(jìn)行直線行駛，爬越過(guò)障礙物，最后再使救援機(jī)器人的左前擺臂履帶組件1、左后擺臂履帶組件3、右前擺臂履帶組件10和右后擺臂履帶組件6放平，使左行走電機(jī)18和右行走電機(jī)41的轉(zhuǎn)速相等，進(jìn)行直線行駛。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。