CN109976353A - 煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，包括电磁导轨、磁悬浮移动装置、无线充电桩、远程上位机，电磁导轨固定在胶带运输巷内的吊架上，磁悬浮移动装置设置在电磁导轨上；磁悬浮移动装置设有视频摄像头、传感器、无线视频收发模块、无线控制收发模块、磁悬浮控制模块、无线充电模块；无线充电桩固定在电磁导轨的一端，无线充电桩内设有电磁导轨控制模块、视频收发模块、控制收发模块、无线充电控制模块、PLC控制器、以太网接口模块，以太网接口模块通过网络接口与远程上位机连接。本发明具有自动巡视、故障追踪、无线充电、磁悬浮自动行走控制功能，极大降低工人劳动强度，提高检测效果。
Description
技术领域
本发明涉及工业现场无人视频巡视和故障自动追踪机器人，具体是一种煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统。
背景技术
目前，煤矿井下大型胶带输送机的故障检测大部分采用人员定时巡视，由于巡视范围广，工作环境恶劣，存在劳动强度大、巡视效果差、不能及时发现设备故障的问题。而由于设备故障无法及时排除，就会影响胶带输送机的运输效率，也会对工作人员带来安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，具有自动巡视、故障自动追踪、自动无线充电、磁悬浮自动行走控制的功能，极大的降低工人劳动强度，提高检测效果。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，包括电磁导轨、磁悬浮移动装置、磁悬浮移动装置无线充电桩、远程上位机，电磁导轨固定在胶带运输巷内的吊架上，对应输送机皮带需要检测的位置；磁悬浮移动装置设置在电磁导轨上，沿电磁导轨左右移动；磁悬浮移动装置设有箱体，箱体上设有视频摄像头、传感器，箱体内设有无线视频收发模块、无线控制收发模块、磁悬浮控制模块、无线充电模块；磁悬浮移动装置无线充电桩固定在电磁导轨的一端，磁悬浮移动装置无线充电桩内设有电磁导轨控制模块、视频收发模块、控制收发模块、无线充电控制模块、PLC控制器、以太网接口模块，以太网接口模块通过网络接口与远程上位机连接。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
磁悬浮移动装置载着摄像头和各种故障检测传感器，对现场的运输胶带机进行实时监视，将人员对现场设备故障的定时巡视，改为机器人自动判断、自动追踪、自动锁定和自动视频采集，并将现场采集的视频信号和故障信号以无线的方式发射到充电桩内，然后通过工业以太环网将现场信号传输到远程集控中心，极大的降低了工人劳动强度，提高了检测效果，真正实现了“减员增效”的目的。
进一步的，本发明优选方案如下：
电磁导轨为倒T型导轨，倒T型导轨上设有T型轨道电磁线圈；磁悬浮移动装置的箱体上部设有开口槽，开口槽的内侧面设有与T型轨道电磁线圈对应的磁悬浮移动装置电磁线圈，磁悬浮移动装置通过其箱体上部的开口槽吊挂在倒T型导轨上。
磁悬浮移动装置的箱体底部装有视频摄像头，所述的视频摄像头为本安型360度云台摄像头，视频摄像头与无线视频收发模块连接；磁悬浮移动装置的箱体侧部装有传感器，所述的传感器包括温度传感器、烟雾传感器、声音传感器、湿度传感器，传感器通过数据采集模块与无线控制收发模块连接。
磁悬浮移动装置设有可充电12V锂电池，可充电12V锂电池连接无线充电模块，箱体上设有无线充电接口。
磁悬浮移动装置设有可充电12V锂电池的电压检测模块和电流检测模块。
磁悬浮移动装置无线充电桩上设有充电限位传感器，所述的充电限位传感器与磁悬浮移动装置箱体上的无线充电接口位置相对应。
附图说明
图1是本发明实施例的磁悬浮移动装置结构示意图；
图2是本发明实施例的T型电磁导轨结构示意图；
图3是磁悬浮移动装置与T型电磁导轨的装配示意图；
图4是图3中的A向视图；
图5是磁悬浮移动装置、T型电磁导轨、磁悬浮移动装置无线充电桩连接结构示意图；
图6是本发明实施例的功能框架图；
图中：1、箱体；2、直流电压检测仪表；3、直流电流检测仪表；4、防爆玻璃仪表观察窗；5、温度传感器；6、烟雾传感器；7、声音传感器；8、湿度传感器；9、视频摄像头；10、无线充电接口；11、防爆玻璃无线收发窗；12、开口槽；13、磁悬浮移动装置电磁线圈；14、电磁导轨；15、T型轨道电磁线圈；16、磁悬浮移动装置；17、磁悬浮移动装置无线充电桩；18、充电桩固定卡板；19、充电限位传感器充；20、防爆玻璃观察窗；21、防爆玻璃数据无线收发窗；22、电源接口；23、数据输出接口。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细说明。
参见图1-6，一种煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，由电磁导轨14、磁悬浮移动装置16、磁悬浮移动装置无线充电桩17及远程上位机组成，电磁导轨14固定在胶带运输巷内的吊架上，对应输送机皮带需要检测的位置；具体的，电磁导轨14采用倒T型导轨，倒T型导轨上设有T型轨道电磁线圈15；磁悬浮移动装置16设有箱体1，箱体1上部设有开口槽12，开口槽12的内侧面设有与T型轨道电磁线圈15对应的磁悬浮移动装置电磁线圈13，磁悬浮移动装置16通过其箱体1上部的开口槽12吊挂在倒T型导轨上，磁悬浮移动装置16利用磁悬浮移动装置电磁线圈13形成的磁场与T型轨道电磁线圈15形成的磁场之间所产生的相斥力，沿电磁导轨14左右移动。磁悬浮移动没有采用目前的旋转轴承、传动齿轮和同步带等机械构件，从而避免了因为井下环境潮湿而引起的金属动力的机械机构锈蚀、磨损等现象。
磁悬浮移动装置16的箱体1内设有无线视频收发模块、无线控制收发模块、磁悬浮控制模块、可充电12V锂电池、无线充电模块、电压检测模块和电流检测模块，箱体1的底部装有视频摄像头9，该视频摄像头9采用本安型360度云台摄像头，视频摄像头9与无线视频收发模块连接；箱体1的侧部装有各种传感器，包括温度传感器5、烟雾传感器6、声音传感器7、湿度传感器8，各种传感器通过数据采集模块与无线控制收发模块连接。
磁悬浮移动装置16的箱体1侧部还设有防爆玻璃仪表观察窗3，通过防爆玻璃仪表观察窗3可以观察箱体1内置的直流电压检测仪表2和直流电流检测仪表3；箱体1的后部设有无线充电接口10，无线充电接口10连接无线充电模块及可充电12V锂电池，通过无线充电接口10为可充电12V锂电池充电；箱体1的后部还设有防爆玻璃无线收发窗11。
磁悬浮移动装置无线充电桩17通过充电桩固定卡板18固定在电磁导轨14的一端，磁悬浮移动装置无线充电桩17内设有电磁导轨控制模块、视频收发模块、控制收发模块、无线充电控制模块、PLC控制器、以太网接口模块，电磁导轨控制模块、视频收发模块、控制收发模块、无线充电控制模块连接至PLC控制器，通过PLC控制器连接以太网接口模块，以太网接口模块通过网络接口连接远程上位机。
磁悬浮移动装置无线充电桩17的前部设有充电限位传感器19，充电限位传感器19与磁悬浮移动装置16的箱体1上的无线充电接口10位置相对应；磁悬浮移动装置无线充电桩17的侧部设有防爆玻璃观察窗20和防爆玻璃数据无线收发窗21；磁悬浮移动装置无线充电桩17后部设有电源接口22和数据输出接口23，电源接口22连接矿用直流电源，以太网接口模块通过数据输出接口23及网络接口与远程上位机连接。
磁悬浮移动装置16内的电压检测模块和电流检测模块对可充电12V锂电池进行实时检测，当电池电量低时磁悬浮移动装置16自动向磁悬浮移动装置无线充电桩17靠近，当充电限位传感器19 检测到磁悬浮移动装置16到达充电位置时，开始进行无线充电；当磁悬浮移动装置16内的电量检测发现12V锂电池电量达到上限时并停止充电；磁悬浮移动装置16充电完成后自动离开并开始接着执行原来运行指令。
磁悬浮移动装置16是机器人系统的关键部分，负责现场数据采集的执行和移动，它载着视频摄像头9和各种传感器在电磁导轨14上来回移动行走，利用各种传感器对现场工况环境进行实时检测，当检测到现场所采集到的数据与原数据库中的数据发生大幅度偏离时，则视为发生故障，磁悬浮移动装置16则自动移动到故障数据源附近，视频摄像头9也同时对准故障点进行拍摄；磁悬浮移动装置16在没有故障时也可以按预先摄定好的程序自动巡视；磁悬浮移动装置16将现场采集到的所有信号通过无线视频收发模块和无线控制收发模块，发送到磁悬浮移动装置无线充电桩17内的视频收发模块、控制收发模块上，进行数据判断、分析和处理并执行。
磁悬浮移动装置无线充电桩17是整个机器人系统的控制中枢，负责磁悬浮移动装置16控制指令的收和发、以及各种传感器采集数据处理、分析、判断和执行；同时接收视频摄像头9发回的视频信号；所有数据可以通过数据输出接口23接入工业以太环网并将数据传输到远程控制中心，进行数据集中监控处理。
磁悬浮移动装置无线充电桩17以无线的方式接收远程上位机界面发来的控制指令，并按指令要求磁悬浮移动装置16沿着电磁导轨14自动向左或向右移动，移动到相应的限位点后根据指令要求自动返回或停止。
磁悬浮移动装置16的箱体1和磁悬浮移动装置无线充电桩17 的外壳全部采用不锈钢本安型接构。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，包括电磁导轨、磁悬浮移动装置、磁悬浮移动装置无线充电桩、远程上位机，其特征在于：电磁导轨固定在胶带运输巷内的吊架上，对应输送机皮带需要检测的位置；磁悬浮移动装置设置在电磁导轨上，沿电磁导轨左右移动；磁悬浮移动装置设有箱体，箱体上设有视频摄像头、传感器，箱体内设有无线视频收发模块、无线控制收发模块、磁悬浮控制模块、无线充电模块；磁悬浮移动装置无线充电桩固定在电磁导轨的一端，磁悬浮移动装置无线充电桩内设有电磁导轨控制模块、视频收发模块、控制收发模块、无线充电控制模块、PLC控制器、以太网接口模块，以太网接口模块通过网络接口与远程上位机连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，其特征在于：电磁导轨为倒T型导轨，倒T型导轨上设有T型轨道电磁线圈；磁悬浮移动装置的箱体上部设有开口槽，开口槽的内侧面设有与T型轨道电磁线圈对应的磁悬浮移动装置电磁线圈，磁悬浮移动装置通过其箱体上部的开口槽吊挂在倒T型导轨上。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，其特征在于：磁悬浮移动装置的箱体底部装有视频摄像头，所述的视频摄像头为本安型360度云台摄像头，视频摄像头与无线视频收发模块连接；磁悬浮移动装置的箱体侧部装有传感器，所述的传感器包括温度传感器、烟雾传感器、声音传感器、湿度传感器，传感器通过数据采集模块与无线控制收发模块连接。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，其特征在于：磁悬浮移动装置设有可充电12V锂电池，可充电12V锂电池连接无线充电模块，箱体上设有无线充电接口。
5.根据权利要求4所述的煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，其特征在于：磁悬浮移动装置设有可充电12V锂电池的电压检测模块和电流检测模块。
6.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带输送机故障自动追踪磁悬浮机器人系统，其特征在于：磁悬浮移动装置无线充电桩上设有充电限位传感器，所述的充电限位传感器与磁悬浮移动装置箱体上的无线充电接口位置相对应。
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