CN108427434A - 皮带运输机巡检用四旋翼无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种皮带运输机巡检用四旋翼无人机，电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块共同连接至主控制模块。本发明结构设计科学合理，可在皮带运输机上方及侧方进行巡检，无需导轨铺设，占地较小，可对皮带运输机进行360度全方位的巡检监测，巡检效率高，同时可对皮带运输机工作环境进行监测，有效监测皮带运输机的皮带断裂、托辊温度过高及甲烷含量过大等危险状况，便于及时维修处理，保证皮带运输的正常工作，保证操作安全。
Description
技术领域
本发明属于煤炭运输设备运行监测装置，涉及一种皮带运输机巡检用四旋翼无人机。
背景技术
皮带运输机是煤炭生产运输过程中的主要使用设备，应用十分广泛。然而，皮带运输机在运行过程中，容易出现托辊损坏、皮带断裂、撕裂、跑偏、火灾、堆煤等生产事故，如不能及时发现并采取防护措施，将造成极大的安全问题和经济损失。
皮带运输机巷道内温度较高，操作环境恶劣，照明强度低，视野受限，且延伸距离长，不利于人工行走进行巡检检修。因此，需要一种皮带运输机的巡视装置来代替巡检人员完成对皮带运输机的巡视和检查维修。
目前，煤炭运输领域使用的皮带运输机巡检装置主要为防爆型巡视机器人，该巡视机器人工作过程中需要较大的防爆壳体，并且需要提前进行行走行走导轨的铺设，其使用成本高，占地面积较大，且监视位置固定，使用范围受限。
通过对公开专利文献的检索，并未发现与本专利申请相同的公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小巧、巡检灵活全面、可进行360度全方位无死角监测的皮带运输机巡检用四旋翼无人机。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种皮带运输机巡检用四旋翼无人机，包括机身及安装在机身上的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括主控制模块、电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块，所述的电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块共同连接至主控制模块。
而且，所述超声波测距模块包括第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器及第三超声波测距传感器，所述第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器对称安装在机身两侧，所述第三超声波测距传感器安装在机身上方。
而且，所述的图像采集模块包括第一摄像头及第二摄像头，所述的第一摄像头安装在机身靠近皮带运输机一侧，所述的第二摄像头安装在机身前端。
而且，所述的定位模块包括三轴磁力计、三轴加速度计及三轴陀螺仪。
而且，所述的信号传输模块为WIFI信号传输器。
而且，所述的电源模块包括依次连接的USB充电接口、充电电池，充电控制模块及电源转换模块。
本发明的优点和有益效果为：
1、本皮带运输机巡检用四旋翼无人机，包括主控制模块、电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块，电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块共同连接至主控制模块，可在皮带运输机上方及侧方进行巡检，无需导轨铺设，占地较小，可对皮带运输机进行360度全方位的巡检监测，巡检效率高，同时可对皮带运输机工作环境进行监测，有效监测皮带运输机的皮带断裂、托辊温度过高及甲烷含量过大等危险状况，便于及时维修处理，保证皮带运输的正常工作，保证操作安全。
2、本皮带运输机巡检用四旋翼无人机，超声波测距模块包括第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器及第三超声波测距传感器，第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器对称安装在机身两侧，第三超声波测距传感器安装在机身上方，能够同时进行机身两侧及上方的避障、测距定位，确保飞行安全及对皮带运输机的实时巡检。
3、本皮带运输机巡检用四旋翼无人机，图像采集模块包括第一摄像头及第二摄像头，第一摄像头安装在机身靠近皮带运输机一侧，第二摄像头安装在机身前端，第一摄像头用于皮带的断裂、撕裂、堆煤和溢煤等故障检测，第二摄像头用于监测皮带整体状况及飞行前方状况，保证对皮带运输机的全方位巡检监测。
4、本皮带运输机巡检用四旋翼无人机，定位模块包括三轴磁力计、三轴加速度计及三轴陀螺仪，能够实现四旋翼无人机的稳定飞行控制和惯性导航，使其能够按照设定的路线自动巡航飞行，实时定位其所在位置。
5、本皮带运输机巡检用四旋翼无人机，信号传输模块为WIFI信号传输器，能够进行图像及数据的实时传输，通过外界服务器的数据分析和模式识别，将结果回传给无人机。
6、本皮带运输机巡检用四旋翼无人机，电源模块包括依次连接的USB充电接口、充电电池，充电控制模块及电源转换模块，不需要接入外部电源就能保持设备的长时间使用，使用方便且能耗低。
7、本发明结构设计科学合理，可在皮带运输机上方及侧方进行巡检，无需导轨铺设，占地较小，可对皮带运输机进行360度全方位的巡检监测，巡检效率高，同时可对皮带运输机工作环境进行监测，有效监测皮带运输机的皮带断裂、托辊温度过高及甲烷含量过大等危险状况，便于及时维修处理，保证皮带运输的正常工作，保证操作安全。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种皮带运输机巡检用四旋翼无人机，包括机身及安装在机身上的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括主控制模块、电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块，所述的电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块共同连接至主控制模块。
电机驱动模块作为无人机飞行的动力部件，驱动无人机上安装的四个旋翼进行飞行；甲烷传感器可实时监测空气中的瓦斯浓度，当超过标准含量时主控制模块将信号传输至报警模块，报警模块发出报警提醒；红外测温传感器可监测皮带及托辊的温度，防止其温度过高而发生火灾故障；声音传感器可通过声音频谱分析识别损坏的托辊，便于及时更换维修。
可在皮带运输机上方及侧方进行巡检，无需导轨铺设，占地较小，可对皮带运输机进行360度全方位的巡检监测，巡检效率高，同时可对皮带运输机工作环境进行监测，有效监测皮带运输机的皮带断裂、托辊温度过高及甲烷含量过大等危险状况，便于及时维修处理，保证皮带运输的正常工作，保证操作安全。
超声波测距模块包括第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器及第三超声波测距传感器，第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器对称安装在机身两侧，第三超声波测距传感器安装在机身上方，能够同时进行机身两侧及上方的避障、测距定位，确保飞行安全及对皮带运输机的实时巡检。
图像采集模块包括第一摄像头及第二摄像头，第一摄像头安装在机身靠近皮带运输机一侧，第二摄像头安装在机身前端，第一摄像头用于皮带的断裂、撕裂、堆煤和溢煤等故障检测，第二摄像头用于监测皮带整体状况及飞行前方状况，保证对皮带运输机的全方位巡检监测。
定位模块包括三轴磁力计、三轴加速度计及三轴陀螺仪，能够实现四旋翼无人机的稳定飞行控制和惯性导航，使其能够按照设定的路线自动巡航飞行，实时定位其所在位置。
信号传输模块为WIFI信号传输器，能够进行图像及数据的实时传输。当发现异常时，无人机会停在异常位置，并自动调整上下位置及姿态，以便更精确定位故障位置，确认故障位置后将准确信息通过WIFI信号传输器传输至外界服务器，外界服务器经过数据分析和模式识别后，将结果回传给无人机，提高巡检监测精度。
电源模块包括依次连接的USB充电接口、充电电池，充电控制模块及电源转换模块，不需要接入外部电源就能保持设备的长时间使用，使用方便且能耗低。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (6)
1.一种皮带运输机巡检用四旋翼无人机，包括机身及安装在机身上的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括主控制模块、电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块，所述的电机驱动模块、超声波测距模块、图像采集模块、声音传感器、甲烷传感器、红外测温传感器、定位模块、信号传输模块、报警模块及电源模块共同连接至主控制模块。
2.根据权利要求1所述的皮带运输机巡检用四旋翼无人机，其特征在于：所述超声波测距模块包括第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器及第三超声波测距传感器，所述第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器对称安装在机身两侧，所述第三超声波测距传感器安装在机身上方。
3.根据权利要求1所述的皮带运输机巡检用四旋翼无人机，其特征在于：所述的图像采集模块包括第一摄像头及第二摄像头，所述的第一摄像头安装在机身靠近皮带运输机一侧，所述的第二摄像头安装在机身前端。
4.根据权利要求1所述的皮带运输机巡检用四旋翼无人机，其特征在于：所述的定位模块包括三轴磁力计、三轴加速度计及三轴陀螺仪。
5.根据权利要求1所述的皮带运输机巡检用四旋翼无人机，其特征在于：所述的信号传输模块为WIFI信号传输器。
6.根据权利要求1所述的皮带运输机巡检用四旋翼无人机，其特征在于：所述的电源模块包括依次连接的USB充电接口、充电电池，充电控制模块及电源转换模块。
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