CN112549038A - 轮式输送机智能巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮式输送机智能巡检机器人，包括车轮、测速编码器、充电装置、轮轴、拖带小车横梁、电池、控制器、拖带小车支架、电子陀螺仪、振动传感器、无线传输装置、热成像仪、钢丝绳、拉力传感器、永磁体、定子部分和远程集控装置。本发明创新性地提出在轮式输送机的拖带小车上集成状态监测单元，使输送机具备实时转速输出、轨道平顺性监测、钢丝绳拉力监测，输送机运行环境状态监测、故障诊断功能，同时还具备自发电和充电功能，能够实现整条输送机轨道状态和运行线路状态的全面感知和监测，提高带式输送机管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种设备状态智能巡检装置，尤其是一种轮式输送机智能巡检机器人。
背景技术
轮式输送机是一种新型带式输送机，采用拖带小车承载输送带上的物料，通过拖带小车的轮子在轨道上滚动来保持输送机正常运行，大大降低了输送机运行阻力。由于输送机线路长，环境复杂，状态监控困难，沿线巡检工作量大，同时，长时间运行过程中安装基础存在沉降，输送机刚度变化会引起振动等问题，都会导致轨道不平顺，进而产生振动噪音大，输送机阻力增大甚至脱轨事故。因此，本发明通过一种机器人巡检方案，保证了轮式输送机的在线实时监测，有利于平稳可靠运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮式输送机智能巡检机器人。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的轮式输送机智能巡检机器人，轮式输送机智能巡检机器人包括车轮1、测速编码器2、充电装置3、轮轴4、拖带小车横梁5、电池6、控制器7、拖带小车支架8、电子陀螺仪9、振动传感器10、无线传输装置11、热成像仪12、钢丝绳13、拉力传感器14、永磁体15、定子部分16和远程集控装置17；测速编码器2通过螺栓固定在轮轴4上，永磁体15通过螺栓固定在车轮1内侧圆周，定子部分16通过螺栓与轮轴4连接，车轮1通过轮轴4与拖带小车横梁5连接，轮轴4与拖带小车横梁5通过U型面配合，保证轮轴不转动，仅车轮1转动；测速编码器2和定子部分16的导线穿过轮轴4和拖带小车横梁5分别与充电装置3连接；充电装置3、电池6、控制器7、电子陀螺仪9、振动传感器10、无线传输装置11和热成像仪12分别通过螺栓固定在拖带小车横梁5上，拉力传感器14通过U型螺栓固定在钢丝绳13上，钢丝绳13穿过拖带小车横梁5的内孔，并用U型螺栓卡紧在拖带小车横梁5的两端；测速编码器2、电子陀螺仪9、振动传感器10、热成像仪12、拉力传感器14和充电装置3、控制器7、电池6之间用导线连接，所有导线沿拖带小车横梁5内部穿过布置；远程集控装置17安装在轮式输送机控制室。
车轮和轮轴的相对转动使定子部分切割永磁体磁场发电，并通过充电装置3给电池6充电。电池6为测速编码器2、控制器7、电子陀螺仪9、振动传感器10和拉力传感器14提供电源。
电子陀螺仪9采用三轴陀螺仪，能够监测输送小车的俯仰、倾斜、扭转状态，并通过计算分析轨道平顺性。
振动传感器10采用单轴加速度传感器和噪音传感器，用以监测由于轨道不平产生的高频振动和噪音。
热成像仪12具备红外热成像和视频拍摄功能，能够监测输送机沿线的温度异常和并实时录像。
拉力传感器14可以实时监测钢丝绳的拉力大小。
测速编码器2安装于拖带小车的一个轮子上，监测输送小车的前进速度。
控制器7对测速编码器2、电子陀螺仪9、振动传感器10和拉力传感器14的信号进行采集、分析和处理，通过无线传输装置11与远程集控装置17进行通讯。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明创新性地提出在轮式输送机机器人巡检方案，通过在拖带小车上集成轨道状态监测单元，沿线温度和视频监测单元，自发电和供电单元使输送机具备输送机运行状态监测、故障诊断功能，能够实现整条输送机轨道状态和运行沿线状态的全面感知和监测，提高带式输送机管理水平。
本发明的轮式输送机智能巡检机器人具有以下创新点：
1、通过将电子陀螺仪、振动传感器、测速编码器、摄像机、热成像、噪音传感器和拉力传感器等先进传感单元与输送小车集成，通过小车的往复循环运动来代替人工巡检；
2、能够实现小车自身状态监测和输送机沿线轨道平顺性进行监测；
3、能够通过输送小车自主发电，无需外部供电；
4、能够实现监测大数据的无线传输，在远程集控装置进行数据分析和诊断。
附图说明
图1为本发明轮式输送机智能巡检机器人的主体结构示意图；
图2为本发明轮式输送机智能巡检机器人的车轮结构放大示意图；
图3为本发明轮式输送机智能巡检机器人的布置示意图；
图4为本发明轮式输送机智能巡检机器人的电气结构示意图。
具体实施方式
本发明的轮式输送机智能巡检机器人，其较佳的具体实施方式如图1、图2、图3所示，轮式输送机智能巡检机器人包括车轮1、测速编码器2、充电装置3、轮轴4、拖带小车横梁5、电池6、控制器7、拖带小车支架8、电子陀螺仪9、振动传感器10、无线传输装置11、热成像仪12、钢丝绳13、拉力传感器14、永磁体15、定子部分16和远程集控装置17；测速编码器2通过螺栓固定在轮轴4上，永磁体15通过螺栓固定在车轮1内侧圆周，定子部分16通过螺栓与轮轴4连接，车轮1通过轮轴4与拖带小车横梁5连接，轮轴4与拖带小车横梁5通过U型面配合，保证轮轴不转动，仅车轮1转动；测速编码器2和定子部分16的导线穿过轮轴4和拖带小车横梁5分别与充电装置3连接；充电装置3、电池6、控制器7、电子陀螺仪9、振动传感器10、无线传输装置11和热成像仪12分别通过螺栓固定在拖带小车横梁5上，拉力传感器14通过U型螺栓固定在钢丝绳13上，钢丝绳13穿过拖带小车横梁5的内孔，并用U型螺栓卡紧在拖带小车横梁5的两端；测速编码器2、电子陀螺仪9、振动传感器10、热成像仪12、拉力传感器14和充电装置3、控制器7、电池6之间用导线连接，所有导线沿拖带小车横梁5内部穿过布置；远程集控装置17安装在轮式输送机控制室
车轮和轮轴的相对转动使定子部分切割永磁体磁场发电，并通过充电装置3给电池6充电。
电池6为测速编码器2、控制器7、电子陀螺仪9、振动传感器10和拉力传感器14提供电源。
电子陀螺仪9采用三轴陀螺仪，能够监测输送小车的俯仰、倾斜、扭转状态，并通过计算分析轨道平顺性。
振动传感器10采用单轴加速度传感器和噪音传感器，用以监测由于轨道不平产生的高频振动和噪音。
热成像仪12具备红外热成像和视频拍摄功能，能够监测输送机沿线的温度异常和并实时录像。
拉力传感器14可以实时监测钢丝绳的拉力大小。
测速编码器2安装于拖带小车的一个轮子上，监测输送小车的前进速度。
控制器7对测速编码器2、电子陀螺仪9、振动传感器10和拉力传感器14的信号进行采集、分析和处理，通过无线传输装置11与远程集控装置17进行通讯。
工作原理：当轮式输送机运行时，输送带在轮式输送机驱动系统的牵引下循环运动，巡检机器人的拖带小车受到输送带及其上面物料自重的压力，输送带通过静摩擦力牵引拖带小车沿轮式输送机轨道运行，运行过程中安装在轮轴4内侧的永磁体15产生旋转磁场，轮轴4上的定子部分16切割磁力线产生感应电压输入到充电装置3中为电池6充电。同时充电装置为输送小车上安装的各种传感器、控制器7和无线传输装置11提供电源。在运行过程中，测速编码器2、电子陀螺仪9、振动传感器10、热成像仪12和拉力传感器14实时采集信号，并将信号输入到控制器7中进行实时故障诊断，经过控制器7处理后的数据通过无线传输装置11传送到远程集控装置17，对数据进行长期分析，并对设备整机状态进行健康监测。
本发明的有益效果是：
创新性地提出在轮式输送机的拖带小车上集成轨道状态监测单元；
实现输送小车沿线自动巡检，代替人工巡检；
能够实现整条输送机轨道状态和运行环境状态的全面感知和监测，提高带式输送机管理水平。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，包括车轮、测速编码器、充电装置、轮轴、拖带小车横梁、电池、控制器、拖带小车支架、电子陀螺仪、振动传感器、无线传输装置、热成像仪、钢丝绳、拉力传感器、永磁体、定子部分和远程集控装置；测速编码器通过螺栓固定在轮轴上，永磁体通过螺栓固定在车轮内侧圆周，定子部分通过螺栓与轮轴连接，车轮通过轮轴与拖带小车横梁连接，轮轴与拖带小车横梁通过U型面配合，保证轮轴不转动，仅车轮转动；测速编码器和定子部分的导线穿过轮轴和拖带小车横梁分别与充电装置连接；充电装置、电池、控制器、电子陀螺仪、振动传感器、无线传输装置和热成像仪分别通过螺栓固定在拖带小车横梁上，拉力传感器通过U型螺栓固定在钢丝绳上，钢丝绳穿过拖带小车横梁的内孔，并用U型螺栓卡紧在拖带小车横梁的两端；测速编码器、电子陀螺仪、振动传感器、热成像仪、拉力传感器和充电装置、控制器、电池之间用导线连接，所有导线沿拖带小车横梁内部穿过布置；远程集控装置安装在轮式输送机控制室。
2.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，所述车轮和所述轮轴的相对转动使定子部分切割永磁体磁场发电，并通过充电装置给电池充电；电池为测速编码器、控制器、电子陀螺仪、振动传感器和拉力传感器提供电源。
3.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，电子陀螺仪采用三轴陀螺仪，能够监测输送小车的俯仰、倾斜、扭转状态，并通过计算分析轨道平顺性。
4.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，振动传感器采用单轴加速度传感器和噪音传感器，用以监测由于轨道不平产生的高频振动和噪音。
5.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，热成像仪具备红外热成像和视频拍摄功能，能够监测输送机沿线的温度异常和并实时录像。
6.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，拉力传感器可以实时监测钢丝绳的拉力大小。
7.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，测速编码器安装于拖带小车的一个轮子上，监测输送小车的前进速度。
8.根据权利要求1所述的轮式输送机智能巡检机器人，其特征在于，控制器对测速编码器、电子陀螺仪、振动传感器和拉力传感器的信号进行采集、分析和处理，通过无线传输装置与远程集控装置进行通讯。
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