CN113562419A - 一种长距离输送设备运行状态自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，包括管带机本体，管带机本体上设置有上管带和下管带，管带机本体通过机架进行固定支撑机架的顶端固定设置有巡检支架。巡检支架上架设有纵向导轨，纵向导轨上滑动设置有巡检小车。巡检小车的底部设有主巡检模块，主巡检模块包括第一激光轮廓扫描仪和第一红外摄像机。巡检小车上固定设置巡检横梁，巡检横梁的两端分别升降设置有辅助巡检模块，辅助巡检模块包括第二激光轮廓扫描仪和第二红外摄像机。本发明通过控制辅助巡检模块的升降，能在不提高轨道搭建成本的前提下有效扩大巡检范围，实现全面巡检。

Description

一种长距离输送设备运行状态自动检测装置

技术领域

本发明涉及物料输送巡检技术领域，尤其涉及一种长距离输送设备运行状态自动检测装置。

背景技术

港口码头进出口货物繁多，且运输距离很长，以前都是靠人力进行物料输送装卸，效率很低，跟不上现代港口码头大批量物资运输的需求。现在港口码头皮带机的诞生使物资运输实现了机械化，它能够很好的运输散装物料，拥有高速度、自动化、连续性的特点，能够减少运输费用，是目前港口码头最经济实惠的物料运输方式。

长距离输送设备包括管带机、皮带机等设备，长距离输送设备主要用于矿石、矿粉、砂石骨料、水泥、煤炭、肥料、粮食等散状物料的堆放、取料、上船。长距离输送设备在运行过程中可能会出现胶带扭曲、反包、管带机胀管、皮带跑偏、托辊偏心、皮带断裂等各种故障，所以需要对长距离输送设备的运行状态进行巡检。

现有长距离输送设备的巡检方法主要依赖人工巡检或者吊轨机器人进行巡检，人工巡检工作量大，工作效率低下，并且管带机大多采用上下圆管的布置形式，现有的应用于管带机设备的轨道巡检机器人仅仅能监测管带机的顶部或是部分侧面，巡检覆盖面比较小，若同时搭建顶部和侧面的巡检轨道，则大大提高了成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，有效扩大巡检范围，可以实现全面巡检或定点巡检。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，包括管带机本体，所述管带机本体上设置有上下对应的上管带和下管带，所述管带机本体通过机架进行固定支撑，所述机架的顶端固定设置有巡检支架，所述巡检支架上架设有纵向导轨，所述纵向导轨上滑动设置有巡检小车，所述巡检小车上设置有用于驱动其在纵向导轨上往复移动的驱动机构；

所述巡检小车的底部设有主巡检模块，所述主巡检模块包括第一激光轮廓扫描仪和第一红外摄像机，所述第一激光轮廓扫描仪的扫描端和第一红外摄像机的监控端均正对上管带；

所述巡检小车上固定设置巡检横梁，所述巡检横梁的两端分别升降设置有辅助巡检模块，所述辅助巡检模块包括第二激光轮廓扫描仪和第二红外摄像机，所述第二激光轮廓扫描仪的扫描端和第二红外摄像机的监控端均朝向上管带和下管带的侧面。

进一步设置为：所述巡检小车的顶部固定设置有工控机，所述第一激光轮廓扫描仪、第一红外摄像机、第二激光轮廓扫描仪和第二红外摄像机均与工控机电性连接；

所述工控机通过无线通信模块并利用无线通信网络通信连接有上位机，以实现数据的采集和传输。

进一步设置为：所述巡检横梁的两端分别设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的电机与工控机电性连接，所述电动伸缩杆远离巡检横梁的一端固定设置有升降平台，所述第二激光轮廓扫描仪和第二红外摄像机固定连接于升降平台的一侧。

进一步设置为：所述主巡检模块还包括正对上管带的第一红外温度传感器，所述侧部巡检模块还包括朝向上管带侧面的第一红外温度传感器，所述第一红外温度传感器和第二红外温度传感器均与工控机电性连接。

进一步设置为：所述驱动机构包括固设于巡检小车上的驱动电机，所述纵向导轨的一侧固设有齿条，所述驱动电机的输出轴上传动连接有与齿条啮合的齿轮，所述驱动电机和工控机电性连接。

进一步设置为：所述巡检小车内还设置有GPS模块，所述GPS模块和所述工控机电性连接，以实现定点巡检。

进一步设置为：所述巡检小车内设置有与工控机电性连接的供电模块，所述供电模块用于给自动检测装置的用电器件进行供电。

进一步设置为：所述供电模块采用锂电池，所述纵向轨道上设置有多个充电点，所述锂电池与充电点之间采用磁感应充电。

进一步设置为：所述巡检小车的底部通过支撑杆固定连接有支撑板，所述巡检支架上开设有供支撑杆通过的通道，所述主巡检模块固定连接于支撑板的下端面。

进一步设置为：所述巡检小车的底部设置有滚轮，所述滚轮和纵向导轨相适配。

相比于现有技术，本发明的有益技术效果为：

(1)上位机通过工控机发送指令，控制电动伸缩杆带动升降平台下降至相应巡检位置，通过主巡检模块可以实时扫描上管带顶部的轮廓和运行状态图像，通过辅助巡检模块可以实时扫描上管带和下管带两个侧面的轮廓和运行状态图像，工控机进行图像识别并将识别后的数据传输至上位机，上位机进行检测判断管带包裹的胶带出现扭曲或反包、包裹胶带是否有裂隙、转轴是否有异物堵塞、管带机是否有胀管等异常现象，同时，自动检测装置可以应用于皮带机的巡检，检测皮带机是否出现皮带跑偏、托辊偏心、皮带断裂等故障。相对于现有技术，本发明在不提高轨道搭建成本的前提下有效扩大了巡检范围，实现全面巡检，同时可以减少人工成本，提高巡检效率。

(2)GPS模块可以将对应点位发送至上位机，工作人员通过上位机可以实时监测管带机的运行状态，若出现异常可进行异常点的后续处理。同时，上位机根据GS模块准确接收巡检小车的空间位置信息，并通过工控机发送控制指令，从而实现定点巡检。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的控制连接框图。

附图标记：1、管带机本体；2、上管带；3、下管带；4、机架；5、巡检支架；6、纵向导轨；7、巡检小车；8、支撑杆；9、支撑板；10、通道；11、第一激光轮廓扫描仪；12、第一红外摄像机；13、第一红外温度传感器；14、巡检横梁；15、第二激光轮廓扫描仪；16、第二红外摄像机；17、第二红外温度传感器；18、工控机；19、上位机；20、驱动电机；21、齿条；22、齿轮；23、电动伸缩杆；24、升降平台；25、GPS模块；26、供电模块；27、充电点。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明公开的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，包括管带机本体1，管带机本体1上设置有上下对应的上管带2和下管带3，管带机本体1通过机架4进行固定支撑。机架4的顶端固定设置有巡检支架5，巡检支架5上沿管带的长度方向架设有纵向导轨6。纵向导轨6上滑动设置有巡检小车7，巡检小车7的底部设置有和纵向导轨6相适配的滚轮，巡检小车7上设置有用于驱动其在纵向导轨6上往复移动的驱动机构。

参照图2和图3，巡检小车7的底部通过支撑杆8固定连接有支撑板9，巡检支架5上沿管带的长度方向开设有供支撑杆8通过的通道10。支撑板9的下端面设置有主巡检模块,主巡检模块包括第一激光轮廓扫描仪11和第一红外摄像机12,第一激光轮廓扫描仪11的扫描端和第一红外摄像机12的监控端均正对上管带2。

巡检小车7上固定设置有巡检横梁14，巡检横梁14于其长度方向的两端分别升降设置有辅助巡检模块。辅助巡检模块包括第二激光轮廓扫描仪15和第二红外摄像机16，第二激光轮廓扫描仪15的扫描端和第二红外摄像机16的监控端均朝向上管带2和下管带3的侧面，即与水平面呈90°夹角。

巡检小车7的顶部固定设置有工控机18，第一激光轮廓扫描仪11、第一红外摄像机12、第二激光轮廓扫描仪15和第二红外摄像机16均与工控机18电性连接。

当驱动机构驱动巡检小车7在纵向导轨6上往复移动时，第一激光轮廓扫描仪11可以实时扫描上管带2顶部的轮廓，监测轮廓变化量，第一红外摄像机12可以持续拍摄上管带2的顶部的运行状态图像，第二激光轮廓扫描仪15可以实时扫描上管带2和下管带3两个侧面的轮廓，第一红外摄像机12可以持续拍摄上管带2和下管带3两个侧面的运行状态图像，采集的这些数据传输到工控机18，工控机18内存有图像识别算法，图像识别算法对摄像头采集的图像数据进行识别处理。

结合图4，工控机18通过无线通信模块并利用无线通信网络通信连接有上位机19，以实现数据的采集和传输，从而实现上位机19的远程监控。

驱动机构包括固设于巡检小车7上的驱动电机20，纵向导轨6的一侧固设有齿条21，驱动电机20的输出轴上传动连接有与齿条21啮合的齿轮22，驱动电机20和工控机18电性连接。通过齿轮22和齿条21的啮合连接，驱动电机20可以驱动巡检小车7沿着纵向导轨6往复移动，从而实现对管带机运行状态的巡检。

巡检横梁14于其长度方向的两端分别设置有电动伸缩杆23，电动伸缩杆23的电机与工控机18电性连接，电动伸缩杆23远离巡检横梁14的一端固定设置有升降平台24，第二激光轮廓扫描仪15和第二红外摄像机16固定连接于升降平台24朝向管带机的一侧。当需要全面巡检时，上位机19通过工控机18发送控制指令，电动伸缩杆23控制升降平台24下降，实现上管带2和下管带3的侧面巡检。

主巡检模块还包括正对上管带2的第一红外温度传感器13，侧部巡检模块还包括朝向上管带2侧面的第一红外温度传感器13，第一红外温度传感器13和第二红外温度传感器17均与工控机18电性连接。运行过程中，故障点一般会存在局部温度过高的现象，第一红外温度传感器13和第二红外温度传感器17能快速检测发现故障点，并将故障点的温度反馈至上位机19。

巡检小车7内还设置有GPS模块25，GPS模块25和工控机18电性连接。上位机19根据GPS模块25准确接收巡检小车7的空间位置，并通过工控机18发送控制指令，以实现定点巡检。

巡检小车7内设置有与工控机18电性连接的供电模块26，供电模块26用于给自动检测装置的用电器件进行供电。供电模块26采用锂电池，纵向轨道上设置有多个充电点27，锂电池与充电点27之间采用磁感应充电。工作人员可以通过上位机19实时监测锂电池的电量情况，若出现电量不足，供电模块26可以方便地找到距离较近的充点电进行充电。

本发明的工作原理及有益效果为：

上位机19通过工控机18发送指令，控制电动伸缩杆23带动升降平台24下降至相应巡检位置。驱动电机20带着巡检小车7沿着纵向导轨6移动，在移动过程中，第一激光轮廓扫描仪11可以实时扫描上管带2顶部的轮廓，第一红外摄像机12可以持续拍摄上管带2的顶部的运行状态图像，第二激光轮廓扫描仪15可以实时扫描上管带2和下管带3两个侧面的轮廓，第一红外摄像机12可以持续拍摄上管带2和下管带3两个侧面的运行状态图像。工控机18进行图像识别并将识别后的数据传输至上位机19，上位机19进行检测判断管带包裹的胶带出现扭曲或反包、包裹胶带是否有裂隙、转轴是否有异物堵塞、管带机是否有胀管等异常现象。需要说明的是，本自动检测装置除了应用于管带机的巡检外，还可以应用于其他长距离输送设备如皮带机的巡检，检测皮带机是否出现皮带跑偏、托辊偏心、皮带断裂等故障，本实施例并不限制自动检测装置的应用范围。

相对于现有技术，本发明在不提高轨道搭建成本的前提下有效扩大了巡检范围，实现全面巡检。工作人员通过上位机19可以实时监测管带机的运行状态，若出现异常可进行异常点的后续处理。同时，上位机19根据GS模块准确接收巡检小车7的空间位置信息，并通过工控机18发送控制指令，从而实现定点巡检。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，包括管带机本体(1)，所述管带机本体(1)上设置有上下对应的上管带(2)和下管带(3)，所述管带机本体(1)通过机架(4)进行固定支撑，其特征在于：所述机架(4)的顶端固定设置有巡检支架(5)，所述巡检支架(5)上架设有纵向导轨(6)，所述纵向导轨(6)上滑动设置有巡检小车(7)，所述巡检小车(7)上设置有用于驱动其在纵向导轨(6)上往复移动的驱动机构；

所述巡检小车(7)的底部设有主巡检模块，所述主巡检模块包括第一激光轮廓扫描仪(11)和第一红外摄像机(12)，所述第一激光轮廓扫描仪(11)的扫描端和第一红外摄像机(12)的监控端均正对上管带(2)；

所述巡检小车(7)上固定设置巡检横梁(14)，所述巡检横梁(14)的两端分别升降设置有辅助巡检模块，所述辅助巡检模块包括第二激光轮廓扫描仪(15)和第二红外摄像机(16)，所述第二激光轮廓扫描仪(15)的扫描端和第二红外摄像机(16)的监控端均朝向上管带(2)和下管带(3)的侧面。

2.根据权利要求1所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述巡检小车(7)的顶部固定设置有工控机(18)，所述第一激光轮廓扫描仪(11)、第一红外摄像机(12)、第二激光轮廓扫描仪(15)和第二红外摄像机(16)均与工控机(18)电性连接；所述工控机(18)通过无线通信模块并利用无线通信网络通信连接有上位机(19)，以实现数据的采集和传输。

3.根据权利要求2所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述巡检横梁(14)的两端分别设置有电动伸缩杆(23)，所述电动伸缩杆(23)的电机与工控机(18)电性连接，所述电动伸缩杆(23)远离巡检横梁(14)的一端固定设置有升降平台(24)，所述第二激光轮廓扫描仪(15)和第二红外摄像机(16)固定连接于升降平台(24)的一侧。

4.根据权利要求2所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述主巡检模块还包括正对上管带(2)的第一红外温度传感器(13)，所述侧部巡检模块还包括朝向上管带(2)侧面的第一红外温度传感器(13)，所述第一红外温度传感器(13)和第二红外温度传感器(17)均与工控机(18)电性连接。

5.根据权利要求2所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述驱动机构包括固设于巡检小车(7)上的驱动电机(20)，所述纵向导轨(6)的一侧固设有齿条(21)，所述驱动电机(20)的输出轴上传动连接有与齿条(21)啮合的齿轮(22)，所述驱动电机(20)和工控机(18)电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述巡检小车(7)内还设置有GPS模块(25)，所述GPS模块(25)和所述工控机(18)电性连接，以实现定点巡检。

7.根据权利要求2所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述巡检小车(7)内设置有与工控机(18)电性连接的供电模块(26)，所述供电模块(26)用于给自动检测装置的用电器件进行供电。

8.根据权利要求7所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述供电模块(26)采用锂电池，所述纵向轨道上设置有多个充电点(27)，所述锂电池与充电点(27)之间采用磁感应充电。

9.根据权利要求1所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述巡检小车(7)的底部通过支撑杆(8)固定连接有支撑板(9)，所述巡检支架(5)上开设有供支撑杆(8)通过的通道(10)，所述主巡检模块固定连接于支撑板(9)的下端面。

10.根据权利要求1所述的一种长距离输送设备运行状态自动检测装置，其特征在于：所述巡检小车(7)的底部设置有滚轮，所述滚轮和纵向导轨(6)相适配。

Images