CN103790625A - 一种煤矿井下安全搜救路线探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，包括上位监控主机、多个安全搜救路线探测机器人和多个分别由搜救人员手持的无线通信终端；安全搜救路线探测机器人包括机器人本体、行走机构、电动行走驱动机构和电子线路板，电子线路板上设置有井下环境信息监测系统、GPS定位单元、行走方向监测单元、数据存储单元、行走路线存储单元、数据处理器一、数据处理器二、显示单元、远程无线通信单元、无线通信模块、参数设置单元和时钟电路，数据处理器一分别通过远程无线通信单元和无线通信模块与上位监控主机和无线通信终端进行通信。本发明结构设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能自动、快速地绘制出安全搜救路线。

Description

一种煤矿井下安全搜救路线探测系统

技术领域

本发明涉及一种探测系统，尤其是涉及一种煤矿井下安全搜救路线探测系统。

背景技术

近年来，我国煤矿安全事故频发，造成了重大人员伤亡和巨大的经济损失，煤矿安全生产问题受到社会各界的关注。当煤矿安全事故发生后，现场环境复杂恶劣，充满未知和不确定性的因素，严重威胁搜救人员的生命安全，给搜救工作的部署和实施带来严峻考验。而灾难发生后的48小时是实施营救的关键时间，否则超过48小时被困者生还的可能性就变得很小。而救援机器人可代替搜救人员提前进入现场执行搜救探测任务，其可深入到复杂、危险或不确定的灾害现场，探测未知环境信息，搜索和营救被困者。实际执行搜救任务时，由于搜救时间紧迫，需先通过远程控制搜救机器人提前对事故现场环境进行大致探测，并相应确定安全搜救路线，且安全搜救路线确定后，搜救人员便需及时进入搜救区域。但是，现如今缺少一种设计合理、接线方便、操控简便且使用效果好、探测效率高的煤矿井下安全搜救路线探测系统，其能自动、快速地绘制出安全搜救路线，并直接引导搜救人员进行搜救现场，而无需地面监控人员对机器人所收集信息进行综合分析处理后再相应制定出安全搜救路线，因而能大幅度提高搜救效率，并能有效保证搜救人员的生命安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其

结构简单且使用操作方便，工作能够简单方便地直接从安全帽上取放笔或绘图工具等。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征在于：包括布设于地面上的上位监控主机、多个能在煤矿井下平稳行走且由上位监控主机进行远程控制的安全搜救路线探测机器人和多个分别由搜救人员手持的无线通信终端；所述安全搜救路线探测机器人包括机器人本体、带动所述机器人本体进行前后移动且安装在所述机器人本体底部的行走机构、对行走机构进行驱动的电动行走驱动机构和安装于所述机器人本体上的电子线路板，所述电子线路板上设置有对煤矿井下环境信息进行实时监测的井下环境信息监测系统、对所述机器人本体的位置进行定位的GPS定位单元、对所述机器人本体的行走方向进行实时监测的行走方向监测单元、内部存储有多个环境危险等级相对应的井下环境信息的数据存储单元、对所述机器人本体的行走路线进行同步记录的行走路线存储单元、根据数据存储单元内所存储信息且对井下环境信息监测系统所监测信息进行分析处理并相应推断出所述机器人本体各行走位置处的井下环境危险等级的数据处理器一、根据数据处理器的推断结果对行走路线存储单元内所存储行走路线上对各行走位置处的井下环境危险等级进行同步标注的数据处理器二、对数据处理器二标注后的所述机器人本体的行走路线进行同步显示的显示单元以及分别与数据处理器一相接的远程无线通信单元、无线通信模块、参数设置单元和时钟电路，所述井下环境信息监测系统、GPS定位单元、行走方向监测单元、数据存储单元、行走路线存储单元和显示单元均与数据处理器一相接，所述数据处理器一与数据处理器二相接；所述电动行走驱动机构与行走机构之间通过传动机构进行传动连接，所述电动行走驱动机构由数据处理器一进行控制，且电动行走驱动机构与数据处理器一相接，所述数据处理器一通过远程无线通信单元与布设于地面上的上位监控主机进行双向通信；所述无线通信终端通过无线通信模块与数据处理器一进行双向通信。

上述一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征是：所述井下环境信息监测系统包括对所监测区域内的氧气含量进行实时监测的氧气含量监测单元、对所监测区域内的有害气体浓度进行实时监测的有害气体浓度监测单元、对所监测区域内的可燃气体浓度进行实时监测的可燃气体浓度监测单元、对所监测区域内的烟尘浓度进行实时监测的烟尘浓度监测单元和对所监测区域的环境温度进行实时监测的环境温度监测单元，所述氧气含量监测单元、有害气体浓度监测单元、可燃气体浓度监测单元、烟尘浓度监测单元和环境温度监测单元均与数据处理器一相接。

上述一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征是：所述数据处理器一和数据处理器二均为ARM微处理器。

上述一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征是：所述行走机构为履带式行走机构。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单且电路设计合理，投入成本低，安装布设简便。

2、电路简单且接线方便。

3、使用操作简便且智能化程度高。

4、使用效果好且实用价值高，能自动、快速地绘制出安全搜救路线，并直接引导搜救人员进行搜救现场，无需地面监控人员对机器人所收集信息进行综合分析处理后再相应制定出安全搜救路线，因而能大幅度提高搜救效率，并能有效保证搜救人员的生命安全。同时，非常方便上位监控主机与无线通信终端查询，上位监控机可简便对安全搜救路线探测机器人的行走路线进行调整，以方便对机器人的监测区域进行更换。

5、适用范围广且推广应用前景广泛。

综上所述，本发明结构设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能自动、快速地绘制出安全搜救路线。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—上位监控主机；     2—安全搜救路线探测机器人；

2-1—行走机构；       2-2—电动行走驱动机构；

2-3—井下环境信息监测系统；                2-4—GPS定位单元；

2-5—行走方向监测单元；                    2-6—数据处理器一；

2-7—参数设置单元；   2-8—行走路线存储单元；

2-9—时钟电路；       2-10—数据存储单元；

2-11—数据处理器二；  2-12—显示单元；

2-13—远程无线通信单元；

2-14—无线通信模块；  3—无线通信终端。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括布设于地面上的上位监控主机1、多个能在煤矿井下平稳行走且由上位监控主机1进行远程控制的安全搜救路线探测机器人2和多个分别由搜救人员手持的无线通信终端3。

所述安全搜救路线探测机器人2包括机器人本体、带动所述机器人本体进行前后移动且安装在所述机器人本体底部的行走机构2-1、对行走机构2-1进行驱动的电动行走驱动机构2-2和安装于所述机器人本体上的电子线路板，所述电子线路板上设置有对煤矿井下环境信息进行实时监测的井下环境信息监测系统2-3、对所述机器人本体的位置进行定位的GPS定位单元2-4、对所述机器人本体的行走方向进行实时监测的行走方向监测单元2-5、内部存储有多个环境危险等级相对应的井下环境信息的数据存储单元2-10、对所述机器人本体的行走路线进行同步记录的行走路线存储单元2-8、根据数据存储单元2-10内所存储信息且对井下环境信息监测系统2-3所监测信息进行分析处理并相应推断出所述机器人本体各行走位置处的井下环境危险等级的数据处理器一2-6、根据数据处理器2-6的推断结果对行走路线存储单元2-8内所存储行走路线上对各行走位置处的井下环境危险等级进行同步标注的数据处理器二2-11、对数据处理器二2-11标注后的所述机器人本体的行走路线进行同步显示的显示单元2-12以及分别与数据处理器一2-6相接的远程无线通信单元2-13、无线通信模块2-14、参数设置单元2-7和时钟电路2-9，所述井下环境信息监测系统2-3、GPS定位单元2-4、行走方向监测单元2-5、数据存储单元2-10、行走路线存储单元2-8和显示单元2-12均与数据处理器一2-6相接，所述数据处理器一2-6与数据处理器二2-11相接。所述电动行走驱动机构2-2与行走机构2-1之间通过传动机构进行传动连接，所述电动行走驱动机构2由数据处理器一2-6进行控制，且电动行走驱动机构2-2与数据处理器一2-6相接。所述数据处理器一2-6通过远程无线通信单元2-13与布设于地面上的上位监控主机1进行双向通信。所述无线通信终端3通过无线通信模块2-14与数据处理器一2-6进行双向通信。

本实施例中，所述井下环境信息监测系统2-3包括对所监测区域内的氧气含量进行实时监测的氧气含量监测单元、对所监测区域内的有害气体浓度进行实时监测的有害气体浓度监测单元、对所监测区域内的可燃气体浓度进行实时监测的可燃气体浓度监测单元、对所监测区域内的烟尘浓度进行实时监测的烟尘浓度监测单元和对所监测区域的环境温度进行实时监测的环境温度监测单元，所述氧气含量监测单元、有害气体浓度监测单元、可燃气体浓度监测单元、烟尘浓度监测单元和环境温度监测单元均与数据处理器一2-6相接。

本实施例中，所述数据处理器一2-6和数据处理器二2-11均为ARM微处理器。

实际使用时，所述数据处理器一2-6和数据处理器二2-11也可以采用其它类型的处理器。

本实施例中，所述行走机构2-1为履带式行走机构。实际使用时，也可以采用其它类型的行走机构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征在于：包括布设于地面上的上位监控主机（1）、多个能在煤矿井下平稳行走且由上位监控主机（1）进行远程控制的安全搜救路线探测机器人（2）和多个分别由搜救人员手持的无线通信终端（3）；所述安全搜救路线探测机器人（2）包括机器人本体、带动所述机器人本体进行前后移动且安装在所述机器人本体底部的行走机构（2-1）、对行走机构（2-1）进行驱动的电动行走驱动机构（2-2）和安装于所述机器人本体上的电子线路板，所述电子线路板上设置有对煤矿井下环境信息进行实时监测的井下环境信息监测系统（2-3）、对所述机器人本体的位置进行定位的GPS定位单元（2-4）、对所述机器人本体的行走方向进行实时监测的行走方向监测单元（2-5）、内部存储有多个环境危险等级相对应的井下环境信息的数据存储单元（2-10）、对所述机器人本体的行走路线进行同步记录的行走路线存储单元（2-8）、根据数据存储单元（2-10）内所存储信息且对井下环境信息监测系统（2-3）所监测信息进行分析处理并相应推断出所述机器人本体各行走位置处的井下环境危险等级的数据处理器一（2-6）、根据数据处理器（2-6）的推断结果对行走路线存储单元（2-8）内所存储行走路线上对各行走位置处的井下环境危险等级进行同步标注的数据处理器二（2-11）、对数据处理器二（2-11）标注后的所述机器人本体的行走路线进行同步显示的显示单元（2-12）以及分别与数据处理器一（2-6）相接的远程无线通信单元（2-13）、无线通信模块（2-14）、参数设置单元（2-7）和时钟电路（2-9），所述井下环境信息监测系统（2-3）、GPS定位单元（2-4）、行走方向监测单元（2-5）、数据存储单元（2-10）、行走路线存储单元（2-8）和显示单元（2-12）均与数据处理器一（2-6）相接，所述数据处理器一（2-6）与数据处理器二（2-11）相接；所述电动行走驱动机构（2-2）与行走机构（2-1）之间通过传动机构进行传动连接，所述电动行走驱动机构（2）由数据处理器一（2-6）进行控制，且电动行走驱动机构（2-2）与数据处理器一（2-6）相接，所述数据处理器一（2-6）通过远程无线通信单元（2-13）与布设于地面上的上位监控主机（1）进行双向通信；所述无线通信终端（3）通过无线通信模块（2-14）与数据处理器一（2-6）进行双向通信。

2.按照权利要求1所述的一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征在于：所述井下环境信息监测系统（2-3）包括对所监测区域内的氧气含量进行实时监测的氧气含量监测单元、对所监测区域内的有害气体浓度进行实时监测的有害气体浓度监测单元、对所监测区域内的可燃气体浓度进行实时监测的可燃气体浓度监测单元、对所监测区域内的烟尘浓度进行实时监测的烟尘浓度监测单元和对所监测区域的环境温度进行实时监测的环境温度监测单元，所述氧气含量监测单元、有害气体浓度监测单元、可燃气体浓度监测单元、烟尘浓度监测单元和环境温度监测单元均与数据处理器一（2-6）相接。

3.按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征在于：所述数据处理器一（2-6）和数据处理器二（2-11）均为ARM微处理器。

4.按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下安全搜救路线探测系统，其特征在于：所述行走机构（2-1）为履带式行走机构。

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