CN106494847A - 皮带运输机巡检系统 - Google Patents

Abstract

皮带运输机巡检系统，包括数据采集装置、指令模块、数据判断模块、数据处理模块及用于设置在皮带运输机的机架上的距离信息存储装置；数据采集装置用于采集皮带运输机运行产生对应的运行状态信号，数据采集装置还用于感应皮带运输机的沿途环境并产生对应的环境信号，并在采集到距离信息存储装置中的对应距离信息时，将产生的运行状态信号、环境信号及距离信息提供给数据处理模块，数据处理模块用于根据运行状态信号、环境信号产生对应的运行状态值及环境值，并根据产生的运行状态值、环境值及接收的距离信息产生皮带运输机检测信息，并将皮带运输机检测信息提供给数据判断模块；数据判断模块中预存有皮带运输机检测基准信息。

Description

皮带运输机巡检系统

技术领域

本发明涉及矿用机械故障检测领域，尤其涉及一种皮带运输机巡检系统。

背景技术

随着煤化工用煤规模的迅速扩大，原煤输送量及运距大幅增长，皮带运输机使用过程中存在的托辊损坏、运行过程中发生的托辊卡滞停转，托辊摩擦生热，托辊异响，上下皮带卡煤等故障，以及皮带断裂、纵撕、跑偏、火灾等事故，由于远距皮带运输机的运输距离超过了10km，并且井下作业时井道复杂、空间狭小，人工巡查皮带运输机存在着诸多弊端，甚至因为人的疏漏或经验不足等原因，即使设备出现了问题也检查不出来。

传统技术采用定点摄像机观测检测技术代替人工巡检，但是该技术不仅存在观测死角、不能覆盖皮带运输及各个辊筒的运行过程的问题，而且对于托辊异响、托辊摩擦生热等问题也无法检测出。同时井下皮带沿线只在定点设置有各种温湿度、气体传感器，但是井下环境比较复杂，往往局部温湿度和气体浓度都会发生变化，这会使皮带沿线的异常无法被及时发现。

为了更好的全程追踪检测皮带运输机沿线的设备和环境问题，专利号为“201420066413.5”，名称为“一种新型矿用皮带检测装置”的中国实用新型专利公开技术方案为：一种新型矿用皮带运输机检测装置，包括钢丝绳、机器人本体、充电闭锁装置、传动系统、控制系统和通讯系统，所述机器人本体通过固定抱索器与钢丝绳相连，钢丝绳在传动系统的作用下，机器人本体沿着钢丝绳的运动轨迹动作，所述充电闭锁装置安装在机器人本体与防爆充电箱之间，用于为机器人本体提供充电电源，控制系统作为操控终端通过通讯系统传递数据来控制机器人本体，通讯系统中布置有无线基站，进行远距离数据传输。

该实用新型减少了人工巡视的危险程度及用工成本，降低了工人的劳动强度，并且皮带运输机上安装有速度、温度、烟雾、撕裂等传感器，可以对皮带运输机进行全程实时监测监控，预防和减少了皮带运输机的故障发生。但是仍然存在着以下不足：1. 该装置进行远距离数据传输是通过无线基站，而无线基站的传输距离有限且成本较高，并且井下环境比较恶劣，粉尘、硫化氢等都会对基站的运行带来影响，甚至造成数据传输失败；2. 该装置的动力源为蓄电池，但是却没有蓄电池电能的显示装置，操作人员无法获知蓄电池的电能情况，有可能会造成在行驶过程中停止下来。3. 该装置权利要求书的第13项说“运动过程中，机器人本体将采集到的图像、声音、烟雾、温度数据通过无线基站实时传输至机头的防爆控制箱显示、存储，并上传到井上监控室，通过对各种数据进行分析，确定故障位置、损坏程度。”但是声音、烟雾、温度数据分析无法确定故障在井下的具体位置，仅仅通过图像数据信息分析也只能得到一个非常模糊而宽泛的位置信息，并不能确定故障在井下的具体位置，在具体实施方式中也没有具体提及怎样通过这些数据确定故障位置，所以整个装置是没有故障定位功能的。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种传输信号稳定、具有故障定位功能的皮带运输机巡检系统。

一种皮带运输机巡检系统，包括数据采集装置、数据判断模块、数据处理模块及用于设置在皮带运输机的机架上的距离信息存储装置；数据采集装置用于采集皮带运输机运行产生对应的运行状态信号，数据采集装置还用于感应皮带运输机的沿途环境并产生对应的环境信号，并在采集到距离信息存储装置中的对应距离信息时，将产生的运行状态信号、环境信号及距离信息提供给数据处理模块，数据处理模块用于根据运行状态信号、环境信号产生对应的运行状态值及环境值，并根据产生的运行状态值、环境值及接收的距离信息产生皮带运输机检测信息，并将皮带运输机检测信息提供给数据判断模块；数据判断模块中预存有皮带运输机检测基准信息，皮带运输机检测基准信息包括运行状态基准值、环境基准值，数据判断模块用于将接收的皮带运输机检测信息中的运行状态值及环境值与皮带运输机检测基准信息中的运行状态基准值、环境基准值进行比较，在比较出皮带运输机检测信息中的运行状态值及环境值与皮带运输机检测基准信息中的运行状态基准值、环境基准值不相对应时，根据皮带运输机检测基准信息中的距离信息产生皮带运输机故障报警信息，并将皮带运输机故障报警信息传送给对应的工作人员，以使工作人员根据皮带运输机故障报警信息中的距离信息到达对应的皮带运输机的故障位置。

与现有技术相比，本发明能够对皮带运输机的运行状态和沿途环境进行监控诊断，同时距离信息存储装置能够对数据所在的位置进行定位，从而实现对皮带运输机故障的定位。

附图说明

图1为皮带运输机巡检系统的功能模块图。

图2为皮带运输机巡检系统的数据采集装置的结构示意图。

图3为皮带运输机巡检系统的巡检车的结构示意图。

图4为皮带运输机巡检系统的信息采集与控制部件的分布图。

图中：数据采集装置1、导轨11、角钢111、扁钢112、巡检车12、驱动胶轮121、导向轮122、下托紧胶轮123、托轮压紧机构124、驱动电机125、支撑机架126、驱动电机支撑板1261、竖直支撑板1262、清污板1263、水平端板12631、槽板12632、挂载箱127、蓄电池128、充电插座129、显示器120、信息采集与控制部件13、距离信息获取装置14、振动传感器1301、可视红外线成像仪1302、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、探照灯1307、声音传感器1311、指令模块2、数据判断模块3、数据处理模块4、距离信息存储装置5。

具体实施方式

请参看图1，皮带运输机巡检系统包括数据采集装置1、指令模块2、数据判断模块3、数据处理模块4及用于设置在皮带运输机的机架上的距离信息存储装置5；数据采集装置1用于采集皮带运输机的运行状态产生对应的运行状态信号，数据采集装置1还用于感应皮带运输机的沿途环境并产生对应的环境信号，并在采集到距离信息存储装置5中的对应距离信息时，将产生的运行状态信号、环境信号及距离信息提供给数据处理模块4，数据处理模块4用于根据运行状态信号、环境信号产生对应的运行状态值及环境值，并根据产生的运行状态值、环境值及接收的距离信息产生皮带运输机检测信息，并将皮带运输机检测信息提供给数据判断模块3；数据判断模块3中预存有皮带运输机检测基准信息，皮带运输机检测基准信息包括运行状态基准值、环境基准值，数据判断模块3用于将接收的皮带运输机检测信息中的运行状态值及环境值与皮带运输机检测基准信息中的运行状态基准值、环境基准值进行比较，在比较出皮带运输机检测信息中的运行状态值及环境值与皮带运输机检测基准信息中的运行状态基准值、环境基准值不相对应时，根据皮带运输机检测信息中的距离信息产生皮带运输机故障报警信息，并将皮带运输机故障报警信息传送给对应的工作人员，以使工作人员根据皮带运输机故障报警信息中的距离信息到达对应的皮带运输机的故障位置。

皮带运输机检测基准信息可以通过人为测试正常工作的皮带运输机的运行状态及对应的环境状态所产生的运行状值、环境值来确定，也可以通过皮带运输机巡检系统的自我学习的方式来确定；运行状态基准值包括皮带运输机的声音信号基准值和振动信号基准值，环境基准值具体的包括皮带运输机沿途的亮度信号基准值、热辐射信号基准值、视频信号基准值、气体浓度信号基准值以及环境温度信号基准值。

请参看图2、图3，所述数据采集装置1包括导轨11、巡检车12、信息采集与控制部件13及距离信息获取装置14，信息采集与控制部件13及指令模块2、数据判断模块3、数据处理模块4设置在巡检车12内，巡检车12与导轨11连接，导轨11固定在皮带运输机钢架的外侧。距离信息获取装置14用于从距离信息存储装置5中获取所述距离信息，例如，距离信息获取装置14为RFID读卡器，距离信息存储装置5为RFID标签，距离信息存储装置5设置在导轨11上，距离信息存储装置5中的存储数字编号，数字编号表示该距离信息存储装置5与皮带运输机起始位置的距离。距离信息获取装置14设置在巡检车12内，距离信息获取装置14在经过每个距离信息存储装置5时读取每个距离信息存储装置5的编号信息，并将读取的编号信息提供给信息采集与控制部件13，信息采集与控制部件13将编号信息及记录的从上一个距离信息存储装置5到当前的读取了编号信息的距离信息存储装置5的运行状态信号、环境信号提供给数据处理模块4。

所述信息采集与控制部件13包括振动传感器1301、可视红外线成像仪1302、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、探照灯1307、控制器、存储器、声音传感器1311，所述振动传感器1301、可视红外线成像仪1302、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、探照灯1307、声音传感器1311设置在挂载箱127的导轨11一侧的外壁上并与控制器连接，存储器、设置在挂载箱127中并与控制器连接。

振动传感器1301用于采集皮带运输机的振动信号，声音传感器1311用于采集皮带运输机的声音信号。可视红外线成像仪1302用于采集皮带运输机的热辐射信号，摄像机1303用于拍摄皮带运输机沿途的视频信号，烟雾传感器1304用于采集皮带运输机沿途的气体浓度信号，温度传感器1305用于采集皮带运输机沿途的环境温度信号，光电传感器1306用于采集皮带运输机沿途的亮度信号。

控制器将振动信号、声音信号作为所述运行状态信号记录在存储器中，控制器还将热辐射信号、视频信号、气体浓度信号、环境温度信号及亮度信号作为所述环境信号记录在存储器中，记录的运行状态信号、环境信号以如下方式记录：从上一个距离信息存储装置5到当前的读取了编号信息的距离信息存储装置5这一段距离的皮带运输机的运行状态信号及对应的环境信号。控制器与显示器120连接，控制器还控制驱动电机125的运行，控制器还接收距离信息获取装置14获得的编号信息，并将编号信息及记录的从上一个距离信息存储装置5到当前的读取了编号信息的距离信息存储装置5的运行状态信号、环境信号提供给数据处理模块4。

请参看图4，所述导轨11包括两块角钢111和一块扁钢112，两块角钢111的V型口开口相对，扁钢112的长边嵌入两块相对的角钢111的V型口中并焊接，V型口的背面为导轨面，两块角钢111的V型口的背面分别形成了上下两个导轨面，所述巡检车12包括驱动胶轮121、导向轮122、下托紧胶轮123、托轮压紧机构124、驱动电机125、支撑机架126、挂载箱127、蓄电池128、充电插座129，所述驱动胶轮121和导向轮122卡在导轨11上面的导轨面上，驱动胶轮121的轴穿过支撑机架126与驱动电机125的轴连接，驱动电机125的机身固定在支撑机架126上端，导向轮122的轴的一端固定在支撑机架126上，所述下托紧胶轮123卡在导轨11下面的导轨面上，下托紧胶轮123的轴穿过支撑机架126与托轮压紧机构124连接，托轮压紧机构124固定在支撑机架126上，支撑机架126的下端与挂载箱127固定连接，所述信息采集与控制部件13设置在挂载箱127内，蓄电池128与充电插座129连接，蓄电池128设置电量计，通过电量计测量并显示蓄电池128剩余电量，充电插座129设置在挂载箱127侧壁上，挂载箱127背对运输机一侧还设置有显示器120，显示器120与电量计连接，以显示蓄电池128的剩余电量。

所述支撑机架126包括驱动电机支撑板1261、竖直支撑板1262、清污板1263，驱动电机支撑板1261水平固定在竖直支撑板1262的上端，清污板1263设置在导向轮122上方，用于清除导轨11上面的导轨面的污渍，且清污板1263的长边固定在竖直支撑板1262上端的边沿处，驱动电机支撑板1261上表面固定驱动电机125，竖直支撑板1262上还固定有托轮压紧机构124，托轮压紧机构124设置与下托紧胶轮123的轴匹配的通孔，托轮压紧机构124与下托紧胶轮123转动连接，竖直支撑板1262的下端还与挂载箱127固定连接，所述清污板1263包括水平端板12631、两个槽板12632，水平端板12631的一条长边固定在竖直支撑板1262上端的边沿处，两个槽板12632分别垂直固定在水平端板12631的短边处，槽板12632的下端设置与导轨11的角钢111匹配的V型槽，槽板12632用于清除导轨11上面的导轨面的污渍。

所述皮带运输机巡检系统还包括自诊断模块，自诊断模块用于判断巡检车12的电量和存储空间是否能够完成巡检工作。具体的，自诊断模块内设置有预存电量值，电量计产生的当前电量值传输至自诊断模块，自诊断模块的预存电量值与当前电量值进行对比。如果预存电量值大于当前电量值，则说明电量不足，自诊断模块发出警报以通知工作人员充电；自诊断模块内还设置有预设存储值，存储器产生的当前存储值与预设存储值进行对比。如果预设存储值大于当前存储值，则说明存储空间不足，自诊断模块发出警报以通知工作人员释放存储空间。

本发明的保护范围不限于实施例。凡技术人员按照本发明的思路在现有技术上通过逻辑分析、推断和等效替换得出的技术方案，均属于权利要求书中保护的范围。

Claims (7)

1.一种皮带运输机巡检系统，包括数据采集装置、数据判断模块、数据处理模块及用于设置在皮带运输机的机架上的距离信息存储装置；数据采集装置用于采集皮带运输机的运行状态产生对应的运行状态信号，数据采集装置还用于感应皮带运输机的沿途环境并产生对应的环境信号，并在采集到距离信息存储装置中的对应距离信息时，将产生的运行状态信号、环境信号及距离信息提供给数据处理模块，数据处理模块用于根据运行状态信号、环境信号产生对应的运行状态值及环境值，并根据产生的运行状态值、环境值及接收的距离信息产生皮带运输机检测信息，并将皮带运输机检测信息提供给数据判断模块；数据判断模块中预存有皮带运输机检测基准信息，皮带运输机检测基准信息包括运行状态基准值、环境基准值，数据判断模块用于将接收的皮带运输机检测信息中的运行状态值及环境值与皮带运输机检测基准信息中的运行状态基准值、环境基准值进行比较，在比较出皮带运输机检测信息中的运行状态值及环境值与皮带运输机检测基准信息中的运行状态基准值、环境基准值不相对应时，根据皮带运输机检测信息中的距离信息产生皮带运输机故障报警信息，并将皮带运输机故障报警信息传送给对应的工作人员，以使工作人员根据皮带运输机故障报警信息中的距离信息到达对应的皮带运输机的故障位置。

2.如权利要求1所述的皮带运输机巡检系统，其特征在于：所述数据采集装置包括导轨、巡检车、信息采集与控制部件，信息采集与控制部件设置在巡检车内，巡检车与导轨连接，导轨固定在皮带运输机钢架的外侧。

3.如权利要求2所述的皮带运输机巡检系统，其特征在于：所述导轨包括两块角钢和一块扁钢，两块角钢的V型口开口相对，扁钢的长边嵌入两块相对的角钢的V型口中并焊接，V型口的背面为导轨面，两块角钢的V型口的背面分别形成了上下两个导轨面，所述巡检车包括驱动胶轮、导向轮、下托紧胶轮、托轮压紧机构、驱动电机、支撑机架、挂载箱、蓄电池、充电插座，所述驱动胶轮和导向轮卡在导轨上面的导轨面上，驱动胶轮的轴穿过支撑机架与驱动电机的轴连接，驱动电机的机身固定在支撑机架上端，导向轮的轴的一端固定在支撑机架上，所述下托紧胶轮卡在导轨下面的导轨面上，托紧胶轮的轴穿过支撑机架与托轮压紧机构连接，托轮压紧机构固定在支撑机架上，支撑机架的下端与挂载箱固定连接，所述信息采集与控制部件设置在挂载箱内，蓄电池与充电插座连接，蓄电池设置电量计，通过电量计测量并显示蓄电池剩余电量，充电插座设置在挂载箱侧壁上，挂载箱背对运输机一侧还设置有显示器，显示器与电量计连接，以显示蓄电池的剩余电量。

4.如权利要求3所述的皮带运输机巡检系统，其特征在于：所述支撑机架包括驱动电机支撑板、竖直支撑板、清污板，驱动电机支撑板水平固定在竖直支撑板的上端，清污板设置在导向轮上方，用于清除导轨上面的导轨面的污渍，且清污板的长边固定在竖直支撑板上端的边沿处，驱动电机支撑板上表面固定驱动电机，竖直支撑板上还固定有托轮压紧机构，托轮压紧机构设置与下托紧胶轮的轴匹配的通孔，托轮压紧机构与下托紧胶轮转动连接，竖直支撑板的下端还与挂载箱固定连接，所述清污板包括水平端板、两个槽板，水平端板的一条长边固定在支撑板上端的边沿处，两个槽板分别垂直固定在水平端板的短边处，槽板的下端设置与导轨的角钢匹配的V型槽，槽板用于清除导轨上面的导轨面的污渍。

5.如权利要求3所述的皮带运输机巡检系统，其特征在于：所述信息采集与控制部件包括振动传感器、可视红外热成像仪、摄像机、烟雾传感器、温度传感器、光电传感器、探照灯、控制器、存储器、声音传感器，所述振动传感器、可视红外热像仪、摄像机、烟雾传感器、温度传感器、光电传感器、探照灯、声音传感器设置在挂载箱的导轨一侧的外壁上并与控制器连接，存储器、设置在挂载箱中并与控制器连接，控制器将振动传感器、可视红外热像仪、摄像机、烟雾传感器、温度传感器、光电传感器、声音传感器、采集到的信息存储到存储器中，控制器与显示器连接，控制器还控制驱动电机的运行，控制器还接收距离信息获取装置获得的编号信息，并将编号信息及记录的从上一个距离信息存储装置到当前的读取了编号信息的距离信息存储装置的运行状态信号、环境信号提供给数据处理模块。

6.如权利要求1或3所述的皮带运输机巡检系统，其特征在于：所述皮带运输机巡检系统还包括自诊断模块，自诊断模块用于判断巡检车的电量和存储空间是否能够完成巡检工作。

7.如权利要求1所述的皮带运输机巡检系统，其特征在于：皮带运输机巡检系统还包括指令模块，指令模块用于向数据采集装置发出开机、出发、返回、停止、待机、数据传送指令以便控制数据采集装置的运行。