发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种可实现远程交互的煤矿井下自主移动平台及方法，自主移动平台运行效率高、适应施工设备广、可实现远程交互或自主决策控制，完成平台高精度自主导航，运行过程无人化、辅助时间短，可代替人工完成施工设备和材料的自主避障移动和远距离运输，针对不同煤矿巷道条件完成施工设备和材料的快速搬迁和运输等工作，为煤矿井下施工设备提供了一种安全可靠的自主移动平台。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种可实现远程交互的煤矿井下自主移动平台，包括车体平台，车体平台下方设有行走驱动装置，在车体平台和行走驱动装置之间设有回转支撑以实现车体平台360°旋转，在车体平台上设有位于车体平台前部的探测装置、智能控制系统、位于车体平台后部的传动装置以及主动力箱和副动力箱；

所述探测装置用于准确、快速获取巷道环境信息，包括：近远光灯组合光源用以对煤矿巷道进行照明；三维激光雷达用于探测周围环境、顶板形貌和疑似障碍物；双目相机用于对障碍物、巷道环境区域的特征点检测并计算障碍物的距离、方位角和大小；辅助定位装置用于自行建立锚节点来进行平台的区域内定位；输出装置用以将巷道环境图像、障碍物信息和平台运行参数的多源信息数据输出到智能控制系统；

所述智能控制系统用于人工远程交互或自主决策进行平台自主移动，包括：发射器用于发送用户指令信息；显示单元用于将自主移动平台实时运行状态、路径轨迹和巷道环境信息数据通过远程可视化进行显示；通讯单元采用有线或无线进行信号数据传输；接收器用于实时接收通讯单元传递的数据信息；输入单元用于接收探测装置的多源信息数据；微处理器连接接收器和输入单元，用于对多源信息数据进行智能分析计算，并将自主移动平台的精准位置、运行模式和优化路径导入到输出单元；输出单元与行走驱动装置连接；

所述行走驱动装置包括车轮和行走履带，车轮和车体平台之间通过支撑油缸连接，车轮上设有轮边减速器，轮边减速器连接车轮液压马达的输出轴；行走履带和车体平台之间设有所述回转支撑，行走履带上设有履带减速器，履带减速器连接履带液压马达的输出轴；

所述传动装置包括防爆电机、变量泵、负载敏感多路阀、液压油箱和散热器；所述防爆电机通过花键轴与变量泵连接，变量泵的进油口通过液压胶管与液压油箱相连通，变量泵的出油口通过液压胶管与负载敏感多路阀的进油口相连通，负载敏感多路阀的各出油口通过液压胶管分别与履带液压马达、散热器的液压马达、车轮液压马达和支撑油缸相连通；

所述主动力箱为传动装置提供动力，副动力箱为探测装置、智能控制系统和传动装置提供动力。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述主动力箱包括置于防爆箱体I内的可充放锂电池I和变频器I，防爆箱体I设置有输入快换接头I和输出快换接头I，可充放锂电池I具有充电接头I和放电接头I，充电接头I与输入快换接头I相连接，变频器I的一端与放电接头I相连接，另一端与输出快换接头I相连接，输出快换接头I与防爆电机相连接；

具体的，所述副动力箱包括置于防爆箱体II内的可充放锂电池II和变频器II，防爆箱体II设置有输入快换接头II和输出快换接头II，可充放锂电池II具有充电接头II和放电接头II，充电接头II与输入快换接头II相连接，变频器II一端与放电接头II相连接，另一端与输出快换接头II相连接，输出快换接头II分别与防爆电机、探测装置和智能控制系统相连。

具体的，所述主动力箱和副动力箱上下布置并设在车体平台后方。

具体的，所述行走驱动装置中，车轮有4个，4个轮边减速器与车轮一一对应，4个车轮液压马达与轮边减速器一一对应，4个支撑油缸与车轮一一对应；行走履带有2个，2个履带减速器与行走履带一一对应，2个履带液压马达与履带减速器一一对应。

具体的，回转支撑的一端通过螺栓与车体平台连接，另一端通过螺栓与行走履带连接。

具体的，所述微处理器、接收器、输入单元、输出单元均放置在防爆控制箱内，发射器和显示单元布置在远程操作室。

具体的，所述探测装置获得的煤矿巷道环境图像、障碍物信息和平台运行参数的多源信息数据能传递给智能控制系统，智能控制系统能根据获得信息进行计算分析，自主决策选择合适的运行模式和优化工作路径，或操作人员进行远距离交互控制，并将自主移动平台的精准位置、运行模式和优化路径传递给行走驱动装置；根据煤矿巷道条件，所述行走驱动装置包括2种运行模式：轮式和履带式驱动。

具体的，当自主移动平台在普通巷道转移运输时，所述行走驱动装置采用轮式驱动，所述支撑油缸能下移至将行走履带悬空，自主移动平台通过车轮与地面接触；所述主动力箱直流驱动防爆电机以完成自主移动平台的快速搬迁转移工作；

当自主移动平台在陡坡或坑洼的恶劣环境运输时，所述行走驱动装置采用履带式驱动，所述支撑油缸能上移将车轮悬空，自主移动平台通过行走履带与地面接触；所述主动力箱直流驱动防爆电机以保证自主移动平台在恶劣环境下的搬迁转移工作。

一种可实现远程交互的煤矿井下自主移动平台的移动方法，该方法通过所述的可实现远程交互的煤矿井下自主移动平台实现，包括以下步骤：

当自主移动平台在煤矿巷道运行时，探测装置获得煤矿巷道环境图像、障碍物信息和平台运行参数的多源信息数据，并传递给智能控制系统，智能控制系统根据获得信息进行计算分析，自主决策选择合适的运行模式和优化工作路径，或操作人员进行远距离交互控制，将自主移动平台的精准位置、运行模式和优化路径传递给行走驱动装置；根据煤矿巷道条件行走驱动装置分为2种运行模式：轮式和履带式驱动；

当自主移动平台在普通巷道转移运输时，行走驱动装置采用轮式驱动，通过支撑油缸下移将行走履带进行悬空，自主移动平台通过车轮与地面接触，由主动力箱直流驱动防爆电机，根据工况选择前轮驱动、后轮驱动或前后轮同时驱动，当遇到特殊工况需要脱困时，可采用副动力箱同时提供动力给防爆电机，当完成转移运输工作后，根据需要将主动力箱、副动力箱拆除后带入井上进行充电，以备下次使用；采用轮式驱动方式可完成自主移动平台的快速搬迁转移工作；

当自主移动平台在陡坡或坑洼的恶劣环境时运输时，行走驱动装置采用履带式驱动，通过支撑油缸上移将车轮进行悬空，自主移动平台通过行走履带与地面接触，由主动力箱直流驱动防爆电机，当遇到特殊工况需要脱困时，可采用副动力箱同时提供动力给防爆电机，当完成转移运输工作后，根据需要将主动力箱、副动力箱拆除后带入井上进行充电，以备下次使用；采用履带式驱动方式可保证自主移动平台在恶劣环境下的搬迁转移工作。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

本发明自主移动平台运行效率高、适应施工设备广、可实现远程交互或自主决策控制，完成平台高精度自主导航，运行过程无人化、辅助时间短，可代替人工完成施工设备和材料的自主避障移动和远距离运输，针对不同煤矿巷道条件完成施工设备和材料的快速搬迁和运输等工作，为煤矿井下施工设备提供了一种安全可靠的自主移动平台。