基于功能分析的带式输送机自动巡检机器人设计

摘要

带式输送机具有长距离连续运输等优点,成为运输煤炭等矿山物料的重要设备。在长时间连续运行过程中,带式输送机关键部件的性能退化会引发输送带打滑、跑偏和断带等故障,迫切需要对其工作状态进行实时监测。针对传统带式输送机自动巡检系统上下坡驱动打滑、平稳性差等问题,设计了一种基于轨道摩擦和齿轮齿条啮合混合驱动的自动巡检机器人。基于功能分析,设计了巡检机器人的总体方案,提出了水平运动时采用行走轮和轨道的摩擦式驱动和上下坡运动时采用齿轮齿条啮合驱动的两阶段驱动方式,增加了巡检机器人的爬坡能力,避免了传统巡检装置存在的上下坡打滑的不足。考虑到带式输送机恶劣的巡检工况,详细设计了巡检机器人的驱动系统和行走系统等机械结构,并采用Creo软件建立了巡检机器人的三维模型。针对巡检机器人的控制系统实现的功能,完成了巡检机器人的控制系统硬件选型和控制系统程序的流程图设计,并计算出巡检机器人的续航时间。采用ANSYS软件对底板和托架进行了有限元分析,完成了底板轻量化设计并对底板和托架的强度进行了校核分析。采用ADAMS软件对巡检机器人的运动过程进行了仿真分析,运动学仿真结果表明:巡检机器人能够顺利实现水平运动和上下坡运动的无干涉平稳切换。