一种矿用轨道式通风监测机器人制造技术

本发明专利技术公开的一种矿用轨道式通风监测机器人，包括包括驱动轮1，驱动电机2，支撑轮3，高速相机4，激光雷达5，能源模块6，水位传感器7，风量风速传感器8，机架9，主控箱10，天线11，水位传感器电机12组成。通风监测机器人行走在轨道13上，通过高速相机4，激光雷达5，水位传感器7，风量风速传感器8采集的数据，通过主运算器的计算，确定巷道特定位置处的围岩断面变形量，积水深度，风速风量等参数，并对这些参数进行分析及危险预警，对巷道维护和通风系统调整提供依据。

A mine track ventilation monitoring robot

【技术实现步骤摘要】
一种矿用轨道式通风监测机器人
本专利技术属于通风监测机器人
，尤其涉及一种矿用轨道式通风监测机器人。
技术介绍
采矿生产过程中，风速、风量、巷道变形等是井下作业面临的不安全因素，均需要进行定时的监测，以便及时的发现意外出现的问题。目前，采用人工巡检或是在井下固定地点进行监测，人工检测存在着结果不稳定、人工成本高以及工人人身安全得不到保障的问题，固定地点进行监测存在监测点少的缺点。用机器人代替人进行巡检，则可以避免很多人工巡检过程中的难题，且能随时调配机器人到达指定位置，可以在未知是否有险情的情况下进行检测和巡视。目前行走的轮式和履带式巡检机器人，当地面障碍物较多，或者地形复杂时应用受限。而对于井工巷道这种环境下，在顶部或者空中架设轨道，用在轨道上运行的移动机器人进行监测更具有可靠性。和地面移动机器人相比较，轨道通风监测机器人具有快速高效的优点，不受地面特征制约，也不占用地面空间。利用移动平台搭载携带传感器获得风量、风速等关键信息，在轨道上连续移动，观察巷道及工作面，可以及时发现安全隐患，代替人工监测的繁重且危险工作。在公开号为CN108890659A的中国专利文献中，提出了一种综合管廊巡检机器人，该机器人利用T字钢轨道进行行进，通过驱动器和步进电机对机器人轮子进行驱动，并通过发送脉冲计算轮子的转动圈数，以此来确定机器人所处位置；该机器人安装有可折叠机械手，可以自行更换电池，电池采用定制的24V/80AH的锂电池，能够保证八小时的续航能力。从上述可知，CN108890659A的中国专利文献中的机器人，T字钢轨道进行行进，但是尚未解决机器人需要更换运动方向的问题。而且机器人的定位是利用脉冲数计算轮子的转动圈数，来确定所处位置的，由于实际使用过程中，轮子是有可能出现打滑现象的，所以利用这种方法确定机器人的位置必然会产生误差，同时，由于进行轨道距离较长，此误差会不断累积，导致误差不断放大，因此无法准确确定机器人所处位置；此外，该机器人采用的电池虽然能够保证八小时的续航能力，但是随着电池的老化、工作环境的不同等因素，电池的工作时间是会发生改变的，可能会在工作过程中发生没电的情况。因此，根据上述的不足和缺陷进行改进，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，提出了一种矿用轨道式通风监测机器人，实现了巷道风量、风速、变形等的实时监测。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种矿用轨道式通风监测机器人，包括机器人本体、主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块；所述主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块均安装于所述机器人本体上；所述机器人本体上还设置了用于驱动机器行动的驱动轮组和支撑滑轮组，所述支撑滑轮组用于将机器人本体支撑在轨道上，驱动轮组用于驱动机器人本体在轨道上移动；无线通讯模块连接主控模块，用于与上位机进行信息通信，实现主控模块与上位机之间的信息交互；监测组件用于对矿道内的气体进行监测；能源模块连接机器人本体、主控模块、检测组件以及无线通讯模块以进行能源供应。进一步地，驱动轮组包括驱动轮和驱动电机，驱动电机为伺服电机，用于调节驱动轮的速度。进一步地，轨道为两条，分别为上行轨道和下行轨道，上行轨道和下行轨道之间设置连接轨道，机器人通过连接轨道更换运动方向。进一步地，在轨道上间隔固定距离设置用于标记位置的标签，通过识别标签确定机器人所在的位置。进一步地，主控模块包括驱动电机控制器，数据采集及存储单元和主运算器；其中驱动电机控制器用于控制驱动电机和水位传感器电机工作；数据采集及存储单元用于将所有传感器的信息进行采集并存储，通过主运算器的计算，确定通风监测机器人位置，并对此位置处的巷道围岩断面变形量，积水深度，风速风量参数进行分析及危险预警；无线通讯模块用于上传传感器采集的信息并接收来自远程操控中心的命令，控制机器人本体在轨道上的移动。进一步地，所述水位传感器为柔性线状传感器，在柔性线上安装电阻片，通过电阻变化来监测地面积水深度。进一步地，所述能源模块包括可充电电池及电池管理系统，将电池信息实时传递给主控模块，确定通风巡检机器人的剩余行驶里程，进行电池充电管理，并监测电池电量情况，根据电池的剩余电量，判断是否需要到充电处充电。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术的矿用轨道式通风监测机器人穿梭在轨道上，能对巷道环境进行实时的检测，并将检测到的信息通过无线通讯模块传输到远程的操控中心。与人工及地面移动机器人相比较，轨道通风监测机器人具有快速高效的优点，操作人员只需在远程操控中心控制，无需到现场检测，节省了人工。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要说明。图1是本专利技术矿用轨道式通风监测机器人的结构示意图。图2是本专利技术矿用轨道式通风监测机器人侧视图。图3是本专利技术通风监测机器人轨道安装示意图。图4是本专利技术通风监测机器人轨道布置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术做进一步的详细说明。应当理解，此外所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，但并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的的所有其他实施例，都将属于本专利技术保护的范围。图1及图2所示，矿用轨道式通风监测机器人，包括机器人本体、主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块；所述主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块均安装于所述机器人本体上；所述机器人本体上还设置了用于驱动机器行动的驱动轮组和支撑滑轮组，所述支撑滑轮组用于将机器人本体支撑在轨道上，驱动轮组用于驱动机器人本体在轨道上移动；无线通讯模块连接主控模块，用于与上位机进行信息通信，实现主控模块与上位机之间的信息交互；监测组件用于对矿道内的气体进行监测；能源模块连接机器人本体、主控模块、检测组件以及无线通讯模块以进行能源供应。驱动轮组包括驱动轮1和驱动电机2；支撑滑轮组包括支撑轮3；检测组件包括高速相机4，激光雷达5，水位传感器7和风量风速传感器8；此外还包括能源模块6、机架9、主控箱10、天线11和水位传感器电机12；驱动轮1与驱动电机2连接，对称布置两组。驱动电机2，支撑轮3，高速相机4，激光雷达5，能源模块6，风量风速传感器8，主控箱10，天线11，水位传感器电机12固定在机架9上。水位传感器7与水位传感器电机12连接。图3所示，通风监测机器人行走轨道13为工字型，轨道13的下表面安装位置标识，四个支撑轮3将通风监测机器人挂在轨道上，并且可以沿着轨道13滚动。对称分布的两个驱动轮1与轨道13紧密的贴合，依靠两者的摩擦力，带动通风监测机器人在轨道上行走。整个系统工作方式如下：能源模块6为驱动电机2，水位传感器电机12提供动力，能源模块6转换电压后为高速相机4，激光雷达5，水位传感器7，风量风速传感器8，主控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用轨道式通风监测机器人，其特征在于，包括机器人本体、主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块；所述主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块均安装于所述机器人本体上；所述机器人本体上还设置了用于驱动机器行动的驱动轮组和支撑滑轮组，所述支撑滑轮组用于将机器人本体支撑在轨道上，驱动轮组用于驱动机器人本体在轨道上移动；无线通讯模块连接主控模块，用于与上位机进行信息通信，实现主控模块与上位机之间的信息交互；监测组件用于对矿道内的气体进行监测；能源模块连接机器人本体、主控模块、检测组件以及无线通讯模块以进行能源供应。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用轨道式通风监测机器人，其特征在于，包括机器人本体、主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块；所述主控模块、能源模块、检测组件以及无线通讯模块均安装于所述机器人本体上；所述机器人本体上还设置了用于驱动机器行动的驱动轮组和支撑滑轮组，所述支撑滑轮组用于将机器人本体支撑在轨道上，驱动轮组用于驱动机器人本体在轨道上移动；无线通讯模块连接主控模块，用于与上位机进行信息通信，实现主控模块与上位机之间的信息交互；监测组件用于对矿道内的气体进行监测；能源模块连接机器人本体、主控模块、检测组件以及无线通讯模块以进行能源供应。


2.根据权利要求1所述的一种矿用轨道式通风监测机器人，其特征在于，驱动轮组包括驱动轮和驱动电机，驱动电机为伺服电机，用于调节驱动轮的速度。


3.根据权利要求1所述的一种矿用轨道式通风监测机器人，其特征在于，所述轨道为两条，分别为上行轨道和下行轨道，上行轨道和下行轨道之间设置连接轨道，机器人通过连接轨道更换运动方向。


4.根据权利要求3所述的一种矿用轨道式通风监测机器人，其特征在于，在轨道上间隔固定距离设置用于标记位置的标签，通过识别标签确定机器人所在的位置。


5.根据权利要求3所述的一种矿用轨道式通风监测机器人，其特征在于，所述检测组件包括多线激光雷达、风量风速传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：常映辉，冀鹏飞，陈宁，张国兴，张君，丁永成，周旭，董孟阳，索艳春，李涛，张婷，郭黄煌，任杰宇，侯伟，苏骥，段文婷，白雪峰，颉志军，王恒，代立明，宋庭锋，柳玉龙，贾秀华，桑盛远，梁万吉，李建厂，冯家鹏，夏长春，潘昱州，宋扬，刘玉荣，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14