CN112177662A - 一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置 - Google Patents

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王希贵
张智钦
阮加甫
董年鑫
吴哲
孟详杰
姜磊
刘泽新
安思源
杨露露
赵宗雎
陈聪睿
王跃
张博弟
何兵权
刘天俊
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    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices

Abstract

本发明涉及采掘业机械技术领域，且公开了一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，包括卷筒牵引装置、十字交叉滑轮、机器人主体、钢丝绳和伸缩臂；卷筒牵引装置分布于矿井四周，十字交叉滑轮设在矿井顶部中心，钢丝绳穿过十字交叉滑轮一端分别与卷筒牵引装置逐个连接，钢丝绳另一端与机器人主体连接；机器人主体还包括上主体、下主体、工业相机、温度传感器、湿度传感器和风速传感器；上主体与钢丝绳固定连接，上主体与下主体之间连接有万向联轴器；工业相机、温湿度传感器和风速传感器分别连接在上主体上；伸缩臂每三个为一组，分别环形阵列在上主体和下主体上；解决了现有技术中人工检测受损电缆光纤、风管结冰情况难度高，危险系数高的问题。

Description

一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置
技术领域
本发明涉及采掘业机械技术领域，具体为一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置。
背景技术
煤矿作为我国主要的能源，可用于发电、产生蒸汽、日常生活热源、取暖，工业用途广。作为煤矿的排风装置，风井长期暴露在环境中，受恶劣环境的影响，井道会结冰，筒壁上的电缆电线和风管易受破损，非结构化环境提高了检修人员的工作难度，深井道更会危及其人身安全。
发明内容
本发明提供了一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，具备高效率，操作方便，及安全性高的优点，解决了现有技术中人工检测受损电缆光纤、风管结冰情况难度高，危险系数高的问题。
本发明提供如下技术方案：一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，包括卷筒牵引装置、十字交叉滑轮、机器人主体、钢丝绳和伸缩臂；卷筒牵引装置的数量为4个，卷筒牵引装置分别两两对称的分布于矿井四周；十字交叉滑轮固定安装在矿井顶部中心位置，机器人主体位于十字交叉滑轮正下方；钢丝绳的数量为4根，钢丝绳分别从四个方向穿过十字交叉滑轮，且钢丝绳一端分别与卷筒牵引装置逐个固定连接，钢丝绳另一端与机器人主体连接；机器人主体还包括上主体、下主体、工业相机、温度传感器、湿度传感器和风速传感器；上主体顶部与钢丝绳固定连接，上主体与下主体之间转动配合连接有万向联轴器；工业相机嵌设在上主体顶端，温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别固定连接在上主体上；伸缩臂的数量为6个，伸缩臂每三个为一组，分别环形阵列在上主体和下主体周壁上。
优选的，工业相机、温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别均与电源电性连接，工业相机可绕轴进行转动。
优选的，工业相机、温度传感器、湿度传感器和风速传感器通过传输线连接有显示器和控制装置。
优选的，伸缩臂为一种剪叉结构，伸缩臂的自由端设有滚轮。
优选的，下主体中设有用于控制下主体上的伸缩臂支开和回缩的丝杠装置，丝杆装置与控制装置相连。
优选的，卷筒牵引装置包括底座、支架、卷筒、电机和导向轮；底座置于地面之上，支架固定安装在底座上，卷筒固定连接在底座外侧，卷筒与电机的输出轴固定连接，电机与底座固定连接；导向轮安装在支架自由端，钢丝绳穿过导向轮缠绕在卷筒上。
优选的，上主体上还设有与电源电性连接的照明灯。
本发明具备以下有益效果：
一、该煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，提供了一种利用机器人代替人工去检测风井筒壁状态的新思路。
二、该煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，能在环境复杂、深井道中检测筒壁结冰情况、电缆电线和风管的受损情况，提高了检测的效率，以及人员的安全性。
三、该煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，利用卷筒牵引装置作为动力装置，将机器人置于矿井中，并通过机器人上设有的照明灯、工业相机、温湿度传感器和风速传感器等，照亮检测区域，用摄像机记录并识别检测区域内电缆，井筒壁是否有异常，同时记录温湿度，风速等数据，进而完成检测。
四、该煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，若下降过程遇到障碍物、井梯、电线电缆，依靠万向联轴器转动一定角度避开障碍物，实现筒壁全面检测，这些数据实时传输到井上的显示装置上，并在发现异常时，向显示及控制装置发出警报类提示信号。
五、该煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，若检测到有异常，机器人会停在问题区域，深度信息同时传递到显示器上；检修人员可根据提示，精准到达问题点，进行抢修。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中井道机器人主体示意图；
图3为本发明中伸缩臂示意图；
图4为本发明中万向联轴器图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4，一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，包括卷筒牵引装置1、十字交叉滑轮2、机器人主体3、钢丝绳4和伸缩臂7。
其中，上述的卷筒牵引装置1的数量为4个，卷筒牵引装置1分别两两对称的分布于矿井四周，以实现从四个不同的方向分担受力，进而起到一个稳定且可靠的作用；十字交叉滑轮2固定安装在矿井顶部中心位置，机器人主体3位于十字交叉滑轮2正下方，十字交叉滑轮2起到一个转向和悬挂的作用；钢丝绳4的数量为4根，钢丝绳4分别从四个方向穿过十字交叉滑轮2，且钢丝绳4一端分别与卷筒牵引装置1逐个固定连接，钢丝绳4另一端与机器人主体3连接，将机器人主体3悬挂在矿井正中心，从而以便于控制机器人主体3在矿井内上升或下降，进而实现对筒壁的全面检测；机器人主体3还包括上主体8、下主体9、工业相机5、温度传感器、湿度传感器和风速传感器；上主体8顶部与钢丝绳4固定连接，上主体8与下主体9之间转动配合连接有万向联轴器6，上主体8和下主体9可通过万向联轴器6转动，进而去避开障碍物；工业相机5嵌设在上主体8顶端，工业相机5用于记录并识别检测区域内电缆，井筒壁是否有异常；温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别固定连接在上主体8上，用于检测并记录温度、湿度和风速等数据；伸缩臂7的数量为6个，伸缩臂7每三个为一组，分别环形阵列在上主体8和下主体9周壁上，上主体8上的伸缩臂7起到导向作用，便于机器人主体3始终沿矿井中心下降；下主体9上的伸缩臂7起到固定作用，便于将机器人主体3固定在检测区域。
上述工业相机5、温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别均与电源电性连接，工业相机5可绕轴进行转动，进而若工作视野被遮挡，工业相机绕轴转动一定角度，达到筒壁检测全覆盖；工业相机5、温度传感器、湿度传感器和风速传感器通过传输线连接有显示器和控制装置，控制装置用于控制各个检测部件进行检测，显示器用于显示各个检测部件所检测到情况以及发出报警类的提示信号。
上述伸缩臂7为一种剪叉结构，可以展开或缩回，伸缩臂7的自由端设有滚轮，便于更顺畅的沿筒壁上升或下降。
上述下主体9中设有用于控制下主体9上的伸缩臂7支开和回缩的丝杠装置，丝杆装置与控制装置相连，通过控制装置控制丝杠装置，进而控制下主体9上伸缩臂7的展开或缩回。
上述卷筒牵引装置1包括底座、支架、卷筒、电机和导向轮；底座置于地面之上，支架固定安装在底座上，卷筒固定连接在底座外侧，卷筒与电机的输出轴固定连接，电机与底座固定连接；导向轮安装在支架自由端，钢丝绳4穿过导向轮缠绕在卷筒上；即：电机带动卷筒转动，进而卷筒对钢丝绳4进行缠绕或释放，进而钢丝绳4沿导向轮回收或释放，进而通过钢丝绳4拉动机器人主体3上升，或机器人主体3在自身重力作用下随钢丝绳4的牵引下降。
上述上主体8上还设有与电源电性连接的照明灯，用于照亮检测区域，从而以便于进行检测。
工作原理：使用时，展开上主体8上的伸缩臂7，使得上主体8上的伸缩臂7的支脚贴近筒壁，电机带动卷筒转动，进而释放钢丝绳4，在钢丝绳4的牵引和井道机器人自身重力作用下主体9沿井筒下降，到达工作区域；控制装置控制下主体9内的丝杠装置旋转向上运动，打开连接在其上的三个伸缩臂7支腿，并使支腿紧贴筒壁，上主体8与下主体9通过万向联轴器6相连接，在上主体8转动过程中下主体9不动支撑上主体8，上主体上8的工业相机5，温度传感器，湿度传感器和风速传感器等开始工作，若工作视野被遮挡，工业相机5绕轴转动一定角度，达到筒壁检测全覆盖；下降过程若遇到被测电线电缆，井梯等障碍物，由万向联轴器6连接的下主体9转动角度找到合适位置；当检测到受损电线电缆，风管所在位置时，通过传输线向显示器及控制装置发出警报类提示信号，深度信息同时传递到显示器上，检测人员可根据提示，精准到达问题点，进行抢修。井道机器人检测结束时，下主体9内的丝杠装置转动向下，收回伸缩臂7的支腿，电机反向转动，进而带动卷筒缠绕钢丝绳4，钢丝绳4向上拉升井道机器人回到地面，检测工作结束。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：包括卷筒牵引装置（1）、十字交叉滑轮（2）、机器人主体（3）、钢丝绳（4）和伸缩臂（7）；卷筒牵引装置（1）的数量为4个，卷筒牵引装置（1）分别两两对称的分布于矿井四周；十字交叉滑轮（2）固定安装在矿井顶部中心位置，机器人主体（3）位于十字交叉滑轮（2）正下方；钢丝绳（4）的数量为4根，钢丝绳（4）分别从四个方向穿过十字交叉滑轮（2），且钢丝绳（4）一端分别与卷筒牵引装置（1）逐个固定连接，钢丝绳（4）另一端与机器人主体（3）连接；机器人主体（3）还包括上主体（8）、下主体（9）、工业相机（5）、温度传感器、湿度传感器和风速传感器；上主体（8）顶部与钢丝绳（4）固定连接，上主体（8）与下主体（9）之间转动配合连接有万向联轴器（6）；工业相机（5）嵌设在上主体（8）顶端，温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别固定连接在上主体（8）上；伸缩臂（7）的数量为6个，伸缩臂（7）每三个为一组，分别环形阵列在上主体（8）和下主体（9）周壁上。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：工业相机（5）、温度传感器、湿度传感器和风速传感器分别均与电源电性连接，工业相机可绕轴进行转动。
3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：工业相机（5）、温度传感器、湿度传感器和风速传感器通过传输线连接有显示器和控制装置。
4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：伸缩臂（7）为一种剪叉结构，伸缩臂（7）的自由端设有滚轮。
5.根据权利要求1所述的一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：下主体（9）中设有用于控制下主体（9）上的伸缩臂（7）支开和回缩的丝杠装置，丝杆装置与控制装置相连。
6.根据权利要求1所述的一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：卷筒牵引装置（1）包括底座、支架、卷筒、电机和导向轮；底座置于地面之上，支架固定安装在底座上，卷筒固定连接在底座外侧，卷筒与电机的输出轴固定连接，电机与底座固定连接；导向轮安装在支架自由端，钢丝绳（4）穿过导向轮缠绕在卷筒上。
7.根据权利要求1所述的一种用于煤矿风井筒壁状态检测的智能装置，其特征在于：上主体（8）上还设有与电源电性连接的照明灯。
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