CN109916610A - 一种煤矿机电设备设施评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿机电设备设施评估方法，包括：在煤矿机电设备预设轴承上安装振动速度传感器；对采集振动速度传感器获得的振动数据进行处理，计算出能够描述煤矿机电设备运行状态的特征指标向量；基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别和故障预警；基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；将超声波检测装置移动至该轴承处；开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测；实现了本方法能够保障煤矿机电设备设施评估方法的准确率和效率的技术效果。

Description

一种煤矿机电设备设施评估方法

技术领域

本发明涉及煤矿机电设备检测领域，具体地，涉及一种煤矿机电设备设施评估方法。

背景技术

煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。虽然煤矿开采设立了很多安全规程，但是煤矿事故却仍然发生，煤矿事故会产生重大的人员伤亡和经济损失。

煤矿机电设备设施是否正常运行，运行状态是否异常关系着煤矿的安全，因此需要定期对煤矿机电设备设施进行评估，现有技术中主要采用人工使用超声波检测装置进行检测，效率较低，且不知道哪个设备有问题，需要逐个设备的检测，工作量大；或者使用单一的煤矿设备状态识别和预警方法来进行检测，由于该方法是使用传感器进行检测，煤矿现场环境复杂，经常容易出现异常的数据，容易导致检测出现错误告警，检测准确率不高。

发明内容

本发明提供了一种煤矿机电设备设施评估方法，解决了现有的煤矿机电设备设施评估方法效率较低或准确率进步高的技术问题，实现了本方法能够保障煤矿机电设备设施评估方法的准确率和效率的技术效果。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种煤矿机电设备设施评估方法，所述方法包括：

在煤矿机电设备预设轴承上安装振动速度传感器，基于振动速度传感器采集煤矿机电设备的振动数据，每个振动速度传感器和每个轴承均设有独有的标识信息，煤矿机电设备预设轴承上完成振动速度传感器安装后，将振动速度传感器与轴承的对应信息，以及振动速度传感器和轴承的标识信息均保存至数据库中；

对振动速度传感器获得的振动数据进行处理，计算出能够描述煤矿机电设备运行状态的特征指标向量；

基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别和故障预警；

当识别出煤矿机电设备运行异常时，基于获得振动数据的振动速度传感器标识信息，获得对应的轴承标识信息；基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；

基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；

基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；

开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测。

其中，本方法的原理为：首先在煤矿机电设备预设轴承上安装振动速度传感器，基于振动速度传感器采集煤矿机电设备的振动数据，每个振动速度传感器和每个轴承均设有独有的标识信息，煤矿机电设备预设轴承上完成振动速度传感器安装后，将振动速度传感器与轴承的对应信息，以及振动速度传感器和轴承的标识信息均保存至数据库中；对振动速度传感器获得的振动数据进行处理，计算出能够描述煤矿机电设备运行状态的特征指标向量；基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别和故障预警；即首先利用基于二维投射的煤矿设备状态识别和预警方法对煤矿机电设备进行检测，其中该方法为现有的方法，如CN201310464597.0，该方法利用计算机进行运算，无需人工进行参与效率较高，但是该方法容易受到煤矿环境数据的影响，容易产生错误报警，因此本方法还包括：当识别出煤矿机电设备运行异常时，基于获得振动数据的振动速度传感器标识信息，获得对应的轴承标识信息；基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测，即对基于二维投射的煤矿设备状态识别和预警方法检测出的疑似故障设备进行二次检测，二次检测采用超声波检测装置，超声波检测装置准确率较高，不容易受到煤矿环境数据的影响，且不需要对每个煤矿机电设备均进行超声波检测，只需要对一次检测出的疑似设备进行二次检测，检测效率得到保障，因此，本方法与传统的方法相比，检测效率和准确率能够得到提高。

进一步的，本方法能够基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测，即能够自动定位疑似故障设备的位置，然后自动将超声波检测装置移动至该轴承处进行检测，实现全自动化智能化的检测。

进一步的，所述方法还包括：

当生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息时，

基于路径信息开启图像采集单元，对路径上是否有障碍物进行检测；若有则避开障碍物对路径进行更新。若路径上具有障碍物，则避开障碍物实现路径优化。

进一步的，所述超声波检测装置包括同步发生器、扫描发生器、高频发生器、接收放大器、探头和示波器，所述同步发生器分别与扫描发生器和高频发生器连接，接收放大器分别与高频发生器和示波器连接，示波器与扫描发生器连接，探头通过导线连接在高频发生器和接收放大器之间。本申请中的超声波检测装置为现有技术中的装置，如CN201720302129.7-超声波检测装置，本申请利用其功能实现检测，本申请的发明点是将其与另一种方法进行结合，以及实现其自动移动进行检测，以及结合后的具体方法流程。

进一步的，本方法利用传输结构将超声波检测装置传输至轴承处；所述传输结构包括：

电动小车、控制器，超声波检测装置安装在电动小车车顶，电动小车车内固定有若干蓄电池，蓄电池用于向电动小车、控制器、超声波检测装置进行供电；控制器用于对电动小车的移动进行控制，将电动小车按照路径信息移动至轴承处，并对超声波检测装置进行控制，开启超声波检测装置，并将超声波检测装置中的探头延伸至与轴承对应的煤矿机电设备外壳贴合，探头检测完成后，控制器控制收回探头，并控制电动小车移动至预设位置，或根据新的路径信息移动至下一轴承处。其中，利用传输结构能够将超声波检测装置移动到需要的位置进行检测。

进一步的，所述方法具体为控制器通过控制伸缩结构对探头的位置进行控制和调整，所述伸缩结构包括：

固定板、电机、转动轴、齿轮组、圆盘、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆；

固定板水平固定在电动小车的车厢顶部，电机固定在固定板上，电机的转动轴竖直朝上，电机的转动轴上端通过齿轮组与圆盘下表面中部固定连接，电机能够带动圆盘转动，第一电动伸缩杆下端与圆盘上表面中部固定连接，第一电动伸缩杆上端与探头侧面固定连接；第二电动伸缩杆下端与圆盘上表面固定连接，第二电动伸缩杆上端与第一电动伸缩杆侧面固定连接，第二电动伸缩杆用于在控制器的控制下进行伸长或缩短来调整第一电动伸缩杆的俯仰角度；第一电动伸缩杆用于在控制器的控制下进行伸长或缩短来将探头靠近被测物或远离被测物；控制器还用于控制电机的转动。

其中，利用伸缩结构能够实现第一电动伸缩杆的转动和俯仰角的调整，通过一电动伸缩杆的转动和俯仰角的调整以及自身长度的调整可以实现探头位置的调整，进而使得探头距离煤矿机电设备的距离更加合理，如贴合，这样精确控制下能够保障最终探头采集的数据准确，进而保障检测的准确率。

进一步的，所述伸缩结构还包括图像采集单元和处理器，图像采集单元用于电动小车移动至轴承处后，采集轴承对应的煤矿机电设备图像信息，基于采集的煤矿机电设备图像信息，处理器对采集的煤矿机电设备图像信息进行识别，识别出采集的煤矿机电设备的型号和编号，基于采集的煤矿机电设备的型号和数据库中的该型号的检测标准，自动生成该型号煤矿机电设备的探头探测位置，基于探头探测位置生成伸缩结构伸缩方式，基于伸缩结构伸缩方式，生成伸缩数据，包括：电机的转动数据、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的伸缩数据，基于伸缩数据，将探头移动至探测位置。利用图像识别判断出煤矿机电设备的位置，然后根据设备的型号生成对应的煤矿机电设备的探头探测位置，然后将探头移动到该位置，即实现了不同型号的设备进行不同方式探测的目的，因为不同型号的设备其故障和探测的方式不同，若均采用统一的方式进行探测，则最终探测的数据并不准确，因此，本方法能够根据实际设备的情况生成对应的探测位置进行准确探测，保障检测准确率。

进一步的，预设轴承和超声波检测装置上均安装有定位模块。利用定位模块可以获得定位信息。

进一步的，所述方法还包括基于获得超声波检测装置的检测结果，基于超声波检测装置的检测结果和基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别的检测结果，生成煤矿机电设备设施评估评估报告。

进一步的，所述方法还包括基于煤矿机电设备设施评估评估报告，自动生成维修或更换方案。

进一步的，将维修或更换方案发送至维修人员对应的通信终端。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

解决了现有的煤矿机电设备设施评估方法效率较低或准确率进步高的技术问题，实现了本方法能够保障煤矿机电设备设施评估方法的准确率和效率的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中煤矿机电设备设施评估方法的流程示意图；

图2是本申请中传输结构的结构示意图；

图3是本申请中伸缩结构的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1，本申请提供了一种煤矿机电设备设施评估方法，所述方法包括：

在煤矿机电设备预设轴承上安装振动速度传感器，基于振动速度传感器采集煤矿机电设备的振动数据，每个振动速度传感器和每个轴承均设有独有的标识信息，煤矿机电设备预设轴承上完成振动速度传感器安装后，将振动速度传感器与轴承的对应信息，以及振动速度传感器和轴承的标识信息均保存至数据库中；

对振动速度传感器获得的振动数据进行处理，计算出能够描述煤矿机电设备运行状态的特征指标向量；

基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别和故障预警；

当识别出煤矿机电设备运行异常时，基于获得振动数据的振动速度传感器标识信息，获得对应的轴承标识信息；基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；

基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；

基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；

开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测。

其中，本方法的原理为：首先在煤矿机电设备预设轴承上安装振动速度传感器，基于振动速度传感器采集煤矿机电设备的振动数据，每个振动速度传感器和每个轴承均设有独有的标识信息，煤矿机电设备预设轴承上完成振动速度传感器安装后，将振动速度传感器与轴承的对应信息，以及振动速度传感器和轴承的标识信息均保存至数据库中；对振动速度传感器获得的振动数据进行处理，计算出能够描述煤矿机电设备运行状态的特征指标向量；基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别和故障预警；即首先利用基于二维投射的煤矿设备状态识别和预警方法对煤矿机电设备进行检测，其中该方法为现有的方法，如CN201310464597.0，该方法利用计算机进行运算，无需人工进行参与效率较高，但是该方法容易受到煤矿环境数据的影响，容易产生错误报警，因此本方法还包括：当识别出煤矿机电设备运行异常时，基于获得振动数据的振动速度传感器标识信息，获得对应的轴承标识信息；基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测，即对基于二维投射的煤矿设备状态识别和预警方法检测出的疑似故障设备进行二次检测，二次检测采用超声波检测装置，超声波检测装置准确率较高，不容易受到煤矿环境数据的影响，且不需要对每个煤矿机电设备均进行超声波检测，只需要对一次检测出的疑似设备进行二次检测，检测效率得到保障，因此，本方法与传统的方法相比，检测效率和准确率能够得到提高。

其中，在本申请实施例中，本方法能够基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测，即能够自动定位疑似故障设备的位置，然后自动将超声波检测装置移动至该轴承处进行检测，实现全自动化智能化的检测。

其中，在本申请实施例中，所述方法还包括：

当生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息时，

基于路径信息开启图像采集单元，对路径上是否有障碍物进行检测；若有则避开障碍物对路径进行更新。若路径上具有障碍物，则避开障碍物实现路径优化。

其中，在本申请实施例中，所述超声波检测装置包括同步发生器、扫描发生器、高频发生器、接收放大器、探头和示波器，所述同步发生器分别与扫描发生器和高频发生器连接，接收放大器分别与高频发生器和示波器连接，示波器与扫描发生器连接，探头通过导线连接在高频发生器和接收放大器之间。本申请中的超声波检测装置为现有技术中的装置，如CN201720302129.7-超声波检测装置，本申请利用其功能实现检测，本申请的发明点是将其与另一种方法进行结合，以及实现其自动移动进行检测，以及结合后的具体方法流程。

其中，在本申请实施例中，本方法利用传输结构将超声波检测装置传输至轴承处；请参考图2，所述传输结构包括：

电动小车1、控制器2，超声波检测装置3安装在电动小车车顶，电动小车车内固定有若干蓄电池4，蓄电池用于向电动小车、控制器、超声波检测装置进行供电；控制器用于对电动小车的移动进行控制，将电动小车按照路径信息移动至轴承处，并对超声波检测装置进行控制，开启超声波检测装置，并将超声波检测装置中的探头延伸至与轴承对应的煤矿机电设备外壳贴合，探头检测完成后，控制器控制收回探头，并控制电动小车移动至预设位置，或根据新的路径信息移动至下一轴承处。其中，利用传输结构能够将超声波检测装置移动到需要的位置进行检测。

其中，在本申请实施例中，所述方法具体为控制器通过控制伸缩结构对探头的位置进行控制和调整，请参考图3，所述伸缩结构包括：

固定板5、电机6、转动轴7、齿轮组8、圆盘9、第一电动伸缩杆10、第二电动伸缩杆11；

固定板水平固定在电动小车的车厢顶部，电机固定在固定板上，电机的转动轴竖直朝上，电机的转动轴上端通过齿轮组与圆盘下表面中部固定连接，电机能够带动圆盘转动，第一电动伸缩杆下端与圆盘上表面中部固定连接，第一电动伸缩杆上端与探头12侧面固定连接；第二电动伸缩杆下端与圆盘上表面固定连接，第二电动伸缩杆上端与第一电动伸缩杆侧面固定连接，第二电动伸缩杆用于在控制器的控制下进行伸长或缩短来调整第一电动伸缩杆的俯仰角度；第一电动伸缩杆用于在控制器的控制下进行伸长或缩短来将探头靠近被测物或远离被测物；控制器还用于控制电机的转动。

其中，利用伸缩结构能够实现第一电动伸缩杆的转动和俯仰角的调整，通过一电动伸缩杆的转动和俯仰角的调整以及自身长度的调整可以实现探头位置的调整，进而使得探头距离煤矿机电设备的距离更加合理，如贴合，这样精确控制下能够保障最终探头采集的数据准确，进而保障检测的准确率。

其中，在本申请实施例中，所述伸缩结构还包括图像采集单元和处理器，图像采集单元用于电动小车移动至轴承处后，采集轴承对应的煤矿机电设备图像信息，基于采集的煤矿机电设备图像信息，处理器对采集的煤矿机电设备图像信息进行识别，识别出采集的煤矿机电设备的型号和编号，基于采集的煤矿机电设备的型号和数据库中的该型号的检测标准，自动生成该型号煤矿机电设备的探头探测位置，基于探头探测位置生成伸缩结构伸缩方式，基于伸缩结构伸缩方式，生成伸缩数据，包括：电机的转动数据、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的伸缩数据，基于伸缩数据，将探头移动至探测位置。利用图像识别判断出煤矿机电设备的位置，然后根据设备的型号生成对应的煤矿机电设备的探头探测位置，然后将探头移动到该位置，即实现了不同型号的设备进行不同方式探测的目的，因为不同型号的设备其故障和探测的方式不同，若均采用统一的方式进行探测，则最终探测的数据并不准确，因此，本方法能够根据实际设备的情况生成对应的探测位置进行准确探测，保障检测准确率。

其中，在本申请实施例中，预设轴承和超声波检测装置上均安装有定位模块。利用定位模块可以获得定位信息。

其中，在本申请实施例中，所述方法还包括基于获得超声波检测装置的检测结果，基于超声波检测装置的检测结果和基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别的检测结果，生成煤矿机电设备设施评估评估报告。

其中，在本申请实施例中，所述方法还包括基于煤矿机电设备设施评估评估报告，自动生成维修或更换方案。

其中，在本申请实施例中，将维修或更换方案发送至维修人员对应的通信终端。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述方法包括：

在煤矿机电设备预设轴承上安装振动速度传感器，基于振动速度传感器采集煤矿机电设备的振动数据，每个振动速度传感器和每个轴承均设有独有的标识信息，煤矿机电设备预设轴承上完成振动速度传感器安装后，将振动速度传感器与轴承的对应信息，以及振动速度传感器和轴承的标识信息均保存至数据库中；

对振动速度传感器获得的振动数据进行处理，计算出能够描述煤矿机电设备运行状态的特征指标向量；

基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别和故障预警；

当识别出煤矿机电设备运行异常时，基于获得振动数据的振动速度传感器标识信息，获得对应的轴承标识信息；基于轴承标识信息获得轴承的定位信息；

基于轴承的定位信息和超声波检测装置的实时位置信息，生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息；

基于生成的路径信息，将超声波检测装置移动至该轴承处；

开启超声波检测装置，对该轴承对应的煤矿机电设备进行故障检测。

2.根据权利要求1所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

当生成超声波检测装置从实时位置移动至该轴承位置的路径信息时，

基于路径信息开启图像采集单元，对路径上是否有障碍物进行检测；若有则避开障碍物对路径进行更新。

3.根据权利要求1所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述超声波检测装置包括同步发生器、扫描发生器、高频发生器、接收放大器、探头和示波器，所述同步发生器分别与扫描发生器和高频发生器连接，接收放大器分别与高频发生器和示波器连接，示波器与扫描发生器连接，探头通过导线连接在高频发生器和接收放大器之间。

4.根据权利要求3所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，本方法利用传输结构将超声波检测装置传输至轴承处；所述传输结构包括：

电动小车、控制器，超声波检测装置安装在电动小车车顶，电动小车车内固定有若干蓄电池，蓄电池用于向电动小车、控制器、超声波检测装置进行供电；控制器用于对电动小车的移动进行控制，将电动小车按照路径信息移动至轴承处，并对超声波检测装置进行控制，开启超声波检测装置，并将超声波检测装置中的探头延伸至与轴承对应的煤矿机电设备外壳贴合，探头检测完成后，控制器控制收回探头，并控制电动小车移动至预设位置，或根据新的路径信息移动至下一轴承处。

5.根据权利要求4所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述方法具体为控制器通过控制伸缩结构对探头的位置进行控制和调整，所述伸缩结构包括：

固定板、电机、转动轴、齿轮组、圆盘、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆；

固定板水平固定在电动小车的车厢顶部，电机固定在固定板上，电机的转动轴竖直朝上，电机的转动轴上端通过齿轮组与圆盘下表面中部固定连接，电机能够带动圆盘转动，第一电动伸缩杆下端与圆盘上表面中部固定连接，第一电动伸缩杆上端与探头侧面固定连接；第二电动伸缩杆下端与圆盘上表面固定连接，第二电动伸缩杆上端与第一电动伸缩杆侧面固定连接，第二电动伸缩杆用于在控制器的控制下进行伸长或缩短来调整第一电动伸缩杆的俯仰角度；第一电动伸缩杆用于在控制器的控制下进行伸长或缩短来将探头靠近被测物或远离被测物；控制器还用于控制电机的转动。

6.根据权利要求5所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述伸缩结构还包括图像采集单元和处理器，图像采集单元用于电动小车移动至轴承处后，采集轴承对应的煤矿机电设备图像信息，基于采集的煤矿机电设备图像信息，处理器对采集的煤矿机电设备图像信息进行识别，识别出采集的煤矿机电设备的型号和编号，基于采集的煤矿机电设备的型号和数据库中的该型号的检测标准，自动生成该型号煤矿机电设备的探头探测位置，基于探头探测位置生成伸缩结构伸缩方式，基于伸缩结构伸缩方式，生成伸缩数据，包括：电机的转动数据、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的伸缩数据，基于伸缩数据，将探头移动至探测位置。

7.根据权利要求1所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，预设轴承和超声波检测装置上均安装有定位模块。

8.根据权利要求1所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述方法还包括基于获得超声波检测装置的检测结果，基于超声波检测装置的检测结果和基于特征指标向量对煤矿机电设备运行状态进行识别的检测结果，生成煤矿机电设备设施评估评估报告。

9.根据权利要求8所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，所述方法还包括基于煤矿机电设备设施评估评估报告，自动生成维修或更换方案。

10.根据权利要求9所述的煤矿机电设备设施评估方法，其特征在于，将维修或更换方案发送至维修人员对应的通信终端。