CN105561711A - 一种智能环保喷雾除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能环保喷雾除尘装置，包括移动设备终端、系统控制部分、喷雾装置和用于识别不同微粒的图像识别装置，所述系统控制部分包括除尘小车和智能控制器，所述智能控制器的输入端连接有所述图像识别装置，所述除尘小车的车轮连接有驱动装置和刹车制动装置，所述除尘小车的车身上设有所述喷雾装置，所述驱动装置通过驱动控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述刹车制动装置通过制动控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述喷雾装置通过喷雾控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述移动设备终端与所述智能控制器通信连接。本发明一种智能环保喷雾除尘装置，喷雾效果好，智能化程度高，能够降低工人的劳动强度。

Description

一种智能环保喷雾除尘装置

技术领域

本发明涉及一种除尘装置，具体涉及的是一种智能环保喷雾除尘装置。

背景技术

目前，国内各大型的煤炭、矿石、物料堆场、冼煤场、码头、转运站、铁道堆场等容易起尘的场所，其采用的喷雾除尘抑尘装置或设备均为固定式或移动式喷雾除尘设备，在喷雾除尘中有较好的作用和效果，但其固定式喷雾除尘设备始终固定在一个点上进行喷雾，有一定的局限性，而移动式喷雾除尘设备一般需要配置车辆或挂车，增加了投资成本和资源消耗，且移动式喷雾除尘设备多为人为控制，增加了工人的劳动强度，浪费多余的人力资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能环保喷雾除尘装置，喷雾效果好，智能化程度高，能够降低工人的劳动强度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种智能环保喷雾除尘装置，包括移动设备终端、系统控制部分、喷雾装置和用于识别不同微粒的图像识别装置，所述系统控制部分包括除尘小车和智能控制器，所述智能控制器的输入端连接有所述图像识别装置，所述除尘小车的车轮连接有驱动装置和刹车制动装置，所述除尘小车的车身上设有所述喷雾装置，所述驱动装置通过驱动控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述刹车制动装置通过制动控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述喷雾装置通过喷雾控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述移动设备终端与所述智能控制器通信连接。

所述图像识别装置包括安装在所述除尘小车前部的图像采集器、与所述图像采集器相连接的图像处理器和与所述图像处理器相连接的用于存储图像的图像存储器，所述图像处理器与所述智能控制器的输入端连接。

所述系统控制部分还包括自动避障装置和GPS自动导航仪，所述自动避障装置通过避障控制电路与所述智能控制器的输入端连接，所述GPS自动导航仪与所述智能控制器的输入端连接。

所述自动避障装置为红外感应避障装置或者障碍物传感器。

所述喷雾装置包括喷雾机构、液压分配器、液压马达、高压液泵和水箱，所述液压分配器和所述液压马达管路连接，所述液压马达的动力输出轴和所述高压液泵连接，所述高压液泵的进液口与所述水箱管路连接，所述高压液泵的出液口和所述喷雾机构管路连接，所述液压分配器和喷雾机构分别与所述智能控制器的相应输出端连接。

所述喷雾机构由转盘、设置在所述转盘上的支架、铰接在所述支架上的射雾器组成，所述转盘连接有水平旋转驱动装置，所述水平旋转驱动装置包括相互连接的微电机和减速箱，所述微电机通过水平旋转驱动电路与所述智能控制器的输出端连接，所述减速箱的动力输出轴上设有主动齿轮，所述转盘的转轴上设有与所述主动齿轮相互啮合的从动齿轮。

所述转盘的底部设有限位挡块，所述除尘小车上设有与所述限位挡块相对应的行程开关，所述行程开关与所述微电机电连接。

所述射雾器由依序连接的风机、喷筒和雾化器组成，所述雾化器和所述高压液泵的出液口管路连接；或者所述射雾器与所述支架之间设有液压支撑杆，所述液压支撑杆的两端分别与所述支架和所述射雾器铰接，所述液压支撑杆管路连接有液压站，所述液压站设置在所述支架上，所述液压站与所述液压分配器管路连接。

所述移动设备终端为智能手机或者无线遥控器，所述系统控制部分还包括WiFi模块，所述智能手机或者所述无线遥控器与所述WiFi模块通信连接，所述WiFi模块与所述智能控制器连接。

该智能环保喷雾除尘装置还包括视频采集装置，所述视频采集装置位于所述除尘小车的前端，所述视频采集装置通过所述系统控制部分与所述移动设备终端通信连接。

采用上述结构后，本发明一种智能环保喷雾除尘装置，除尘小车能够对大型煤炭、矿粉、物料堆场以及码头等场所四处行走，并进行喷雾除尘、抑尘，配合移动设备终端进行远程遥控操作，从而降低了劳动强度，保护了人身安全，又能很好地达到除尘抑尘的效果。

因此，本发明一种智能环保喷雾除尘装置，适用于容易引起粉尘污染的煤炭、矿粉、物料堆场、码头、冼煤场等场所的快速、及时、有效的喷雾除尘、抑尘和降温，喷雾效果好，智能化程度高，能够降低工人的劳动强度。

进一步，所述系统控制部分还包括自动避障装置和GPS自动导航仪，所述自动避障装置通过避障控制电路与所述智能控制器的输入端连接，所述GPS自动导航仪与所述智能控制器的输入端连接。设置自动避障装置，能够使得除尘小车顺利避开障碍物或者路面低洼处，GPS自动导航仪能够帮助除尘小车顺利到达目的区域进行喷雾除尘工作。

进一步地，所述喷雾机构由转盘、设置在所述转盘上的支架、铰接在所述支架上的射雾器组成，所述转盘连接有水平旋转驱动装置。喷雾机构采用了水平旋转驱动装置，使整个射雾器可实现水平360度的左右来回转动，对环境中的物料喷射抑尘剂或对飘起移动的尘埃跟踪喷射除尘。

进一步，所述射雾器与所述支架之间设有液压支撑杆，所述液压支撑杆的两端分别与所述支架和所述射雾器铰接，所述液压支撑杆管路连接有液压站。采用了液压站配合液压支撑杆控制射雾器的俯仰角度，可根据不同场所的具体情况进行角度调节，以最理想的角度对尘埃作喷射抑制作业，提高了喷雾的有效利用率，工作效率和可靠性。

进一步，该智能环保喷雾除尘装置还包括视频采集装置，所述视频采集装置位于所述除尘小车的前端，所述视频采集装置通过所述系统控制部分与所述移动设备终端通信连接，设置视频采集装置，用户能够对除尘小车的工作环境进行实时监控并随时作出调整。

进一步，所述移动设备终端为智能手机或者无线遥控器，所述系统控制部分还包括WiFi模块，所述智能手机或者所述无线遥控器与所述WiFi模块通信连接，所述WiFi模块与所述智能控制器连接，利用智能手机或者无线遥控器，可进行远程的遥控操作。

附图说明

图1为本发明一种智能环保喷雾除尘装置的结构示意图；

图2为本发明一种智能环保喷雾除尘装置的工作示意图；

图3为本发明中图像采集器的结构示意图；

图4为本发明一种智能环保喷雾除尘装置的俯视结构示意图(不包括图像采集器和自动避障装置)；

图5为本发明中喷雾机构的结构示意图。

图中：

除尘小车1驱动装置1a

刹车制动装置1b行程开关1c

智能控制器2图像采集器3

摄像头3a舵机3b

不锈钢软管3c固定架3d

舵机圆盘3e喷雾机构4

转盘4a支架4b

射雾器4c从动齿轮4d

风机4e喷筒4f

雾化器4g限位挡块4h

液压分配器5液压马达6

高压液泵7水箱8

水平旋转驱动装置9微电机9a

减速箱9b主动齿轮9c

液压支撑杆10液压站11

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

一种智能环保喷雾除尘装置，如图1-图2所示，包括移动设备终端、系统控制部分、喷雾装置、用于识别不同微粒的图像识别装置以及视频采集装置，其中系统控制部分包括除尘小车1、智能控制器2、自动避障装置、GPS自动导航仪和WiFi模块，智能控制器2包括数据处理模块及数据存储模块，移动设备终端为智能手机，智能手机与WiFi模块通信连接，WiFi模块采用无线路由器，WiFi模块与智能控制器2连接。

如图1和图3所示，图像识别装置包括安装在除尘小车1前部的图像采集器3、与图像采集器3相连接的图像处理器和与图像处理器相连接的用于存储图像的图像存储器，图像处理器与智能控制器2的输入端连接。

图像采集器3包括摄像头3a和舵机3b，图像采集器3的底座通过不锈钢金属软管3c和摄像头3a连接，不锈钢软管3c可以自由调整和摆动，使得摄像头3a在一个采集图像的合适位置，舵机3b固定在一固定架3d上，固定架3d通过螺丝与除尘小车1的车身固定连接，舵机3b的转动轴上套设有一舵机圆盘3e，舵机圆盘3e和图像采集器3的底座固定连接，通过舵机3b的转动轴转动带动图像采集器3底座的转动。利用摄像头3a采集除尘小车1所处环境中的烟雾、粉尘或者雾霾颗粒的图像，如图2所示，通过图像处理器处理采集到的图像，并把该图像与图像存储器中的图像进行比对，再把比对结果反馈给智能控制器2，智能控制器2再对喷雾装置作出相应的控制操作。

自动避障装置与图像采集器3并列固定在除尘小车1的前部，自动避障装置为红外感应避障装置，红外感应避障装置包括NE555电路，红外发射管和红外接收管，红外发射管通过加载到NE555电路产生的的信号发射红外光，红外光遇到障碍物被反射回来，红外接收管接收到被反射回来的红外光，并将信号传送给智能控制器2，当反射回来的红外光的能量足够大时，智能控制器2即可判断是否遇到障碍物。

如图1和图4所示，除尘小车1的车轮连接有驱动装置1a和刹车制动装置1b，驱动装置1a通过驱动控制电路与智能控制器2的输出端连接，刹车制动装置1b通过制动控制电路与智能控制器2的输出端连接。

如图1和图4所示，除尘小车1的车身上设置有喷雾装置，喷雾装置包括有喷雾机构4、液压分配器5、液压马达6、高压液泵7和水箱8，其中喷雾机构4位于除尘小车1的前端，其他各部件位于除尘小车1的后端，液压分配器和液压马达以及驱动装置1a管路连接，该驱动装置1a同样采用液压马达，液压马达6的动力输出轴和高压液泵7连接，高压液泵7的进液口与水箱8管路连接，高压液泵7的出液口和喷雾机构4管路连接；液压分配器通过喷雾控制电路与智能控制器2的输出端连接。

同时，如图1、图4和图5所示，本实施例中的喷雾机构4由转盘4a、设置在转盘4a上的支架4b、铰接在支架4b上的射雾器4c组成，转盘4a连接有水平旋转驱动装置9。其中，水平旋转驱动装置9由相互连接的微电机9a和减速箱9b构成，微电机9a通过水平旋转驱动电路与智能控制器2的输出端连接，在减速箱9b的动力输出轴上设有主动齿轮9c，在转盘4a转轴上设有与主动齿轮9c相互啮合的从动齿轮4d；射雾器4c由依序连接的风机4e、喷筒4f和雾化器4g组成，支架4b铰接在喷筒4f上，风机4e也通过喷雾控制电路与智能控制器2的输出端电路连接，雾化器4g和高压液泵7的出液口管路连接。为了可以方便控制射雾器4c的旋转角度，在转盘4a底部设有限位挡块4h，在除尘小车1上设有与限位挡块4h相对应的行程开关1c；行程开关1c与微电机9a电连接。为了方便射雾器4c进行俯仰角度的调节，以适应不同场所的除尘、抑尘作业，在射雾器4c与支架4b之间设有液压支撑杆10，液压支撑杆10两端分别与支架4b和射雾器4c铰接，液压支撑杆10通过管路连接有液压站11，该液压站11设置在支架4b上，液压站11与液压分配器5之间通过管路连接。

该喷雾装置具体使用时，将水箱8按需要加好水，调整好射雾器4c的喷射角度，通过智能控制器2启动射雾器4c的风机4e运行，风机4e产生的气流通过喷筒4f从雾化器4g喷出，待风机4e运转正常后，再启动高压液泵7运转，高压液泵7将水箱8的水抽吸后经供液管送至雾化器4g喷出，由气流将水雾再破碎成更小雾状后形成液气流喷出，覆盖在除尘小车1所处环境的物料表面形成固化作用进行抑尘，同时对飘起的尘埃接触，实现除尘的目的；当射雾器4c喷射正常后，智能控制器2控制驱动装置1a启动，液压分配器5通过液压油管供油至驱动装置1a内，驱动装置1a带动车轮转动，从而带动除尘小车1运动行走，实现喷雾装置边移动边喷雾；在除尘、抑尘过程中，如果射雾器4c需作360度水平转动喷雾时，可由智能控制器2控制水平旋转驱动装置9会作360度水平转动，也可以根据需要设定旋转角度，由限位挡块4h和行程开关1c配合控制；如需作向上向下俯仰角喷雾时，射雾器4c在液压支撑杆10的作用下可实现向上或向下摆动；当喷雾作业完毕后，智能控制器2控制各工作部件停止工作，实现停机要求。

以下列举几种实际情况对该智能环保喷雾除尘装置的智能化程度进行说明：

1、结合图像识别装置和自动避障装置，可以在同一地点采集前后2帧图像进行比对，识别发生变化的、运动的物体，如果环境中发现有变化的、运动物体，则利用自动避障装置对该物体进行红外探测，并将信号传送给智能控制器2，若红外光的透射率、折射率达到设定值，即烟尘、雾、霾、粉尘对红外光的透射率、折射率，由智能控制器2判定为烟尘、雾、霾、粉尘等，随即控制除尘小车1走到该区域内，进行定向喷雾降尘。降尘完毕后，再次采集图像比对，如果仍不达标，继续降尘，直至达标为止。

烟尘、雾、霾、粉尘为动态的不透明物，一产生，通过产生前后的2帧图像比对，即可快速捕捉并启动降尘，定位精准，反应灵敏、快速。

自动避障装置还可结合图像识别方法实现自动避障，图像采集器3采集设定区域内的环境信息，例如地面坑洼、建筑物、植物、动物等障碍物情况，图像处理器对上述环境信息进行处理，并与图像存储器中存储的图像进行比对，判别出地面坑洼、建筑物、植物、动物等障碍物，通过智能控制器2控制除尘小车1自动避开上述障碍物。

2、智能控制器2包括数据存储模块，具有记忆功能，能记忆某一设定区域内的已识别的容易发生扬尘的地点以及除尘小车1已走过的的避障路线，当除尘小车1再次重复该路线时，智能控制器2可根据存储的数据信号直接发出控制信号，控制除尘小车1行走路线以及喷雾装置执行喷雾除尘操作。

数据存储模块还可通过WiFi网络等实时接收天气预报，根据收天气预报中的污染程度，特别是雾霾程度，相应调整喷雾装置的喷雾参数。例如，天气属于重度雾霾时，则提高除尘小车1在设定区域内的巡视频次，降低射雾器的雾化程度。反之，则可按记忆路线行走、作业，既能提高效率，又能节省能耗。

3、该智能环保喷雾除尘装置还包括视频采集装置，视频采集装置位于除尘小车1的前端，视频采集装置的结构与图像采集器3的结构相同，也包括摄像头3a和舵机3b，为了节约资源，视频采集装置和图像采集器3可共用一套摄像头3a和舵机3b，视频采集装置将采集到的环境视频发送给智能控制器2，智能控制器2通过WiFi模块将视频数据发送给智能手机，智能手机根据接收到的视频信息发出控制指令，控制指令通过WiFi网络发送给系统控制部分的WiFi模块，再经由WiFi模块传送给智能控制器2，智能控制器2根据收到的控制指令控制除尘小车1执行对应的动作和完成喷雾除尘工作。

4、除尘小车1上还设置有高度调节机构和角度调节机构，当智能控制器2判定超出喷雾装置的喷射范围后，智能控制器2可相应启动高度调节机构、角度调节机构。高度调节机构可采用升降油缸或升降气缸，升降油缸或升降气缸的活塞杆连接喷雾机构4，对喷雾机构4可进行升降调节；角度调节机构可采用如前所述的液压支撑杆10，调整喷雾机构4的上下摆动角度，另外角度调节机构还可采用如前所述的水平旋转驱动装置9，也可采用伺服电机，伺服电机的转轴连接喷雾机构4，以调整喷雾机构4的左右摆动角度。通过这2种角度调节机构可实现全方位无死角的喷雾范围。

5、烟尘、雾、霾、粉尘等这类降尘目标为漂移物体，图像识别装置捕捉到这类降尘目标后，智能控制器2根据烟尘、雾、霾、粉尘各自的特点、以及当时的天气预报，例如风力、温度、湿度等，判定烟降尘目标的漂移路线和范围，然后控制除尘小车1靠近降尘目标，并上下、左右调整喷雾装置的喷射角度，然后进行除尘降尘。这样既可精准定位降尘目标，又能降低能耗。

6、除尘小车1具备自动加油功能：除尘小车1的油缸内设置有油量检测器，加油门连接有自动开关，加油管连接有自动伸出装置，油量检测器与智能控制器2的输入端连接，自动开关、自动伸出装置与智能控制器2的相应输出端连接，当除尘小车1的油量快用完，且视频采集装置监测到加油点的图像时，用户通过智能手机发送加油信号给智能控制器2，智能控制器2控制自动开关打开，加油管自动伸出与加油点的加油喷枪对接，实现自动加油。

7、除尘小车1具有自动充电功能：除尘小车1的充电插头设置有自动弹出装置，自动弹出装置与智能控制器2的相应输出端连接，当除尘小车1的电量快用完，且视频采集装置监测到充电接口的图像时，用户通过智能手机发送充电信号给智能控制器2，智能控制器2控制自动弹出装置弹开，充电插头弹出，并插进充电接口，实现自动充电。

因此，本发明一种智能环保喷雾除尘装置，适用于容易引起粉尘污染的煤炭、矿粉、物料堆场、码头、冼煤场等场所的快速、及时、有效的喷雾除尘、抑尘和降温，喷雾射程远，喷雾覆盖面积广，喷雾效果好，智能化程度高，能够降低工人的劳动强度。

进一步，系统控制部分还GPS自动导航仪，GPS自动导航仪与智能控制器2的输入端连接。设置GPS自动导航仪，能够帮助除尘小车1顺利到达目的区域进行喷雾除尘工作。

本发明中的驱动装置、刹车制动装置、智能控制器、图像识别装置、自动避障装置、视频采集装置、喷雾装置、GPS自动导航仪、油量检测器、自动开关、自动伸出装置以及自动弹出装置等设备均为本领域的公知设备。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种智能环保喷雾除尘装置，包括移动设备终端、系统控制部分、喷雾装置和用于识别不同微粒的图像识别装置，其特征在于：所述系统控制部分包括除尘小车和智能控制器，所述智能控制器的输入端连接有所述图像识别装置，所述除尘小车的车轮连接有驱动装置和刹车制动装置，所述除尘小车的车身上设有所述喷雾装置，所述驱动装置通过驱动控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述刹车制动装置通过制动控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述喷雾装置通过喷雾控制电路与所述智能控制器的输出端连接，所述移动设备终端与所述智能控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述图像识别装置包括安装在所述除尘小车前部的图像采集器、与所述图像采集器相连接的图像处理器和与所述图像处理器相连接的用于存储图像的图像存储器，所述图像处理器与所述智能控制器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述系统控制部分还包括自动避障装置和GPS自动导航仪，所述自动避障装置通过避障控制电路与所述智能控制器的输入端连接，所述GPS自动导航仪与所述智能控制器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述自动避障装置为红外感应避障装置或者障碍物传感器。

5.根据权利要求1所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述喷雾装置包括喷雾机构、液压分配器、液压马达、高压液泵和水箱，所述液压分配器和所述液压马达管路连接，所述液压马达的动力输出轴和所述高压液泵连接，所述高压液泵的进液口与所述水箱管路连接，所述高压液泵的出液口和所述喷雾机构管路连接，所述液压分配器和喷雾机构分别与所述智能控制器的相应输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述喷雾机构由转盘、设置在所述转盘上的支架、铰接在所述支架上的射雾器组成，所述转盘连接有水平旋转驱动装置，所述水平旋转驱动装置包括相互连接的微电机和减速箱，所述微电机通过水平旋转驱动电路与所述智能控制器的输出端连接，所述减速箱的动力输出轴上设有主动齿轮，所述转盘的转轴上设有与所述主动齿轮相互啮合的从动齿轮。

7.根据权利要求6所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述转盘的底部设有限位挡块，所述除尘小车上设有与所述限位挡块相对应的行程开关，所述行程开关与所述微电机电连接。

8.根据权利要求6所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述射雾器由依序连接的风机、喷筒和雾化器组成，所述雾化器和所述高压液泵的出液口管路连接；或者所述射雾器与所述支架之间设有液压支撑杆，所述液压支撑杆的两端分别与所述支架和所述射雾器铰接，所述液压支撑杆管路连接有液压站，所述液压站设置在所述支架上，所述液压站与所述液压分配器管路连接。

9.根据权利要求1所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：所述移动设备终端为智能手机或者无线遥控器，所述系统控制部分还包括WiFi模块，所述智能手机或者所述无线遥控器与所述WiFi模块通信连接，所述WiFi模块与所述智能控制器连接。

10.根据权利要求1所述的一种智能环保喷雾除尘装置，其特征在于：该智能环保喷雾除尘装置还包括视频采集装置，所述视频采集装置位于所述除尘小车的前端，所述视频采集装置通过所述系统控制部分与所述移动设备终端通信连接。