CN114986475B - 矿用本安型巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿用巡检装置技术领域，具体公开一种矿用本安型巡检装置，包括行走机构、巡检主机、编码器和计米轮，所述行走机构包括主框架、承重轮组、驱动机构和导向轮组，所述巡检主机包括箱体、电池模块、控制板、云台摄像仪、气体传感器、烟雾传感器和无线通讯模块，箱体的顶部与主框架的底部连接，编码器安装在主框架或箱体上，编码器的转轴上安装有计米轮，计米轮位于工作时可与轨道接触的位置。本发明解决了现有矿山行业井下人工巡检效率低、劳动强度大、工作环境恶劣、危险，存在较大安全隐患的问题，具有结构紧凑、合理、重量轻、定位精确、功能完备、工作效率高、可靠性好、维护工作量小及预期使用寿命长的优点。

Description

矿用本安型巡检装置

技术领域

本发明涉及矿用本安型巡检装置技术领域。

背景技术

目前，矿山行业井下巡检主要采用人工巡检，人工巡检效率低、劳动强度大、工作环境恶劣、危险，存在较大的安全隐患。

发明内容

为解决现有矿山行业井下人工巡检效率低、劳动强度大、工作环境恶劣、危险，存在较大安全隐患的问题，本发明提供了一种矿用本安型巡检装置。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种矿用本安型巡检装置，包括行走机构、巡检主机、编码器和计米轮，所述行走机构包括主框架、承重轮组、驱动机构和导向轮组，所述主框架为立体框架，所述承重轮组至少有两个，每个承重轮组包括两个第一轴杆和两个承重轮，每个承重轮组的两个第一轴杆水平相对地安装在主框架的上部的内侧，每个承重轮组的两个承重轮安装在两个第一轴杆的相互靠近的一端，不同承重轮组间在水平方向上间隔一定距离，所述驱动机构包括本安型电动机和驱动轮，所述本安型电动机与驱动轮传动连接，所述驱动机构直接或间接与所述主框架连接，所述驱动轮位于主框架内，驱动轮的轴线与承重轮的轴线平行，且驱动轮与承重轮间在高度方向上留有容纳轨道下端的承载部分的空间，所述导向轮组至少有两个，每个导向轮组包括两个第二轴杆和两个导向轮，每个导向轮组的两个导向轮通过两个竖向设置的第二轴杆相对地安装在主框架的上部的前端或后端，且每个导向轮组的两个导向轮间留有容纳轨道的竖立部分的空间；所述巡检主机包括箱体、电池模块、控制板、云台摄像仪、气体传感器、烟雾传感器和无线通讯模块，所述箱体的顶部与主框架的底部连接，所述电池模块安装在所述箱体内或箱体外，所述控制板安装在所述箱体内，所述云台摄像仪安装在所述箱体外，所述气体传感器和烟雾传感器的头部均设置在所述箱体外或与箱体外相通，所述电池模块、本安型电动机、编码器、云台摄像仪、气体传感器、烟雾传感器和无线通讯模块均与所述控制板电连接；所述编码器安装在主框架或所述箱体上，编码器的转轴上安装有计米轮，所述计米轮位于工作时可与轨道保持接触的位置。

优选的，每个承重轮组还包括两个第一轴承、两个第一防尘盖、两个第一防尘套，每个承重轮组的承重轮通过第一轴承安装在第一轴杆的一端，所述第一防尘盖安装在承重轮的一端，第一防尘盖将所述第一轴承的一端罩住，且第一防尘盖与第一轴杆的轴端间留有避免二者摩擦的间隙，所述第一防尘套通过间隙配合安装在第一轴杆上，第一防尘套的一端与承重轮的另一端连接，并将所述第一轴承的另一端罩住。

优选的，所述驱动机构还包括减速器，所述本安型电动机通过减速器与驱动轮传动连接。

优选的，所述驱动轮为包胶轮。

优选的，每个所述导向轮组还包括两个导套、两个导杆、两个压缩弹簧和两个安装座，每个导向轮组的两个导套相对地设置在主框架的上部的前端或后端，每个导套内穿设一个可沿导套轴向滑动的导杆，每个导杆的一端与安装座连接，每个导杆的位于导套和安装座之间的部分上套设有压缩弹簧，每个安装座上安装一个第二轴杆。

优选的，所述导杆的另一端设置有阻挡导杆从导套内弹出的限位结构或限位件。

优选的，每个导向轮组还包括两个第二轴承和两个第二防尘盖，每个导向轮组的两个导向轮通过两个第二轴承安装在两个第二轴杆上，每个导向轮的上端安装一个第二防尘盖，所述第二防尘盖将第二轴承的上端罩住，且第二防尘盖与第二轴杆的轴端间留有避免二者摩擦的间隙。

优选的，所述编码器安装在所述主框架的前端或后端，编码器的转轴与所述驱动轮的轴线平行，所述计米轮的最高点与所述驱动轮的最高点位于同一高度，或所述计米轮的最低点与所述承重轮的最低点位于同一高度。

优选的，所述行走机构还包括张紧机构，所述张紧机构包括丝杠、调节螺母、压簧和浮动支撑件，所述丝杠竖立设置在所述主框架内，所述调节螺母通过螺纹旋拧在所述丝杠的下部，所述压簧套设在所述丝杠上，压簧的下端支撑在所述调节螺母上，所述浮动支撑件的一端通过叉口叉在所述丝杠上并压在所述压簧的上端，所述浮动支撑件的另一端与所述主框架上附设的销轴铰接，所述驱动机构安装在所述浮动支撑件上。

优选的，还包括霍尔传感器，所述霍尔传感器安装在所述主框架或所述箱体上，且工作时其头部朝向轨道，所述霍尔传感器与所述控制板电连接。

优选的，所述霍尔传感器安装在主框架的左侧或右侧的上部，其头部朝向主框架的右侧或左侧，且工作时其头部朝向轨道的竖立部分。

优选的，还包括行程开关，所述行程开关安装在所述行走机构的非活动的零部件上或所述箱体上，所述行程开关与所述控制板电连接，所述行程开关用于在其触头受到轨道上临近行程终止处的机械结构触碰而动作时，向控制板发出相应信号，进而使行走机构停止行进或反向行进。

优选的，所述行程开关安装在主框架的左侧或右侧，且其触头的位置高于所述行走机构的所有其他零部件。

优选的，还包括机壳，所述行走机构设置在机壳内，所述机壳与所述主框架或箱体连接。

优选的，所述电池模块为电池箱，所述电池箱上设置有插头或插座，所述箱体上设置有插座或插头，所述电池箱与所述箱体通过插头和插座连接。

优选的，所述气体传感器包括甲烷传感器。

优选的，所述无线通讯模块为WIFI电路板。

优选的，所述巡检主机还包括热成像传感器，所述热成像传感器的探头设置在所述箱体的箱壁上的窗口处或设置在所述箱体外，所述热成像传感器与所述控制板电连接。

优选的，所述巡检主机还包括雷达，所述雷达安装在所述箱体的前端和后端，所述雷达与所述控制板电连接。

优选的，还包括射频阅读器，所述射频阅读器设置在所述箱体的箱壁上的窗口处或设置在所述箱体外，所述射频阅读器与所述控制板电连接。

优选的，所述射频阅读器设置在所述箱体左侧、右侧或/和顶部的箱壁上的窗口处。

优选的，所述巡检主机还包括照明灯，所述照明灯设置在所述箱体的箱壁上的窗口处或设置在所述箱体外，所述照明灯与所述控制板电连接。

优选的，所述巡检主机还包括显示屏，所述显示屏设置在所述箱体的箱壁上的窗口处或设置在所述箱体外，所述显示屏与所述控制板电连接。

本发明的矿用本安型巡检装置的工作原理为：工作时，本安型电动机驱动驱动轮转动，从而使矿用本安型巡检装置沿轨道向前行进，行进过程中，导向轮组可以预防矿用本安型巡检装置脱轨和剧烈晃动，行进时，计米轮在轨道的摩擦力的作用下滚动，带动编码器的转轴同步转动，编码器的转轴每转动一圈，编码器即向控制板发出一个相应的电信号，控制板依据接收到的编码器发来的电信号即可得知或计算出计米轮行进的距离，即矿用本安型巡检装置行进的距离，从而对矿用本安型巡检装置进行较精确的定位；控制板还可通过接收到的编码器反馈的连续两个或多个信号的间隔时间计算出行走机构的行走速度，作为闭环控制行走机构行走速度的依据，实现对行走机构的行走速度的精确控制和按需调整；当控制板依据接收到的编码器发来的电信号得知或计算出的矿用本安型巡检装置行进的距离达到设定的行程距离时，控制板即控制本安型电动机停止工作或反向转动，进而使行走机构停止行进或反向行进，即在矿用本安型巡检装置行进的距离达到设定的行程距离时，控制板接收到的编码器发来的最后一个电信号，可视为行程开关被触发而发来的信号，故编码器也具有行程开关的作用；在矿用本安型巡检装置行进过程中，云台摄像仪实时拍摄巡检目标及背景环境的视频（需要时可捕捉并识别图像）并将相应信号发送给控制板，气体传感器实时检测环境中被监测气体的浓度并将相应信号发送给控制板，烟雾传感器实时检测环境中的烟雾并将相应信号发送给控制板，控制板实时将矿用本安型巡检装置的位置、接收到的云台摄像仪实时拍摄的巡检目标及背景环境的视频及照片、气体传感器实时检测到的环境中被监测气体的浓度、烟雾传感器实时检测到的环境中的烟雾等信号通过无线通讯模块发送给巷道内的基站，然后由基站通过光缆传回地面监控平台。进一步的，本发明的矿用本安型巡检装置还具有承重轮防尘、驱动轮防滑、导向轮防尘且可伸缩、霍尔传感器增加速度反馈信号的可靠性、行程开关增加行程终止保护的可靠性、电池模块便于更换、热成像传感器实时检测环境中的热量分布、雷达避障、射频阅读器反馈精确位置信息助力精确定位、位置信息校正及增加行程终止保护的可靠性、照明灯辅助云台摄像仪拍摄、显示屏显示巡检装置自身的一些参数及测量数据等功能。

本发明的矿用本安型巡检装置具有结构紧凑、合理、重量轻、定位精确、功能完备、工作效率高、可靠性好、维护工作量小及预期使用寿命长的优点，解决了现有矿山行业井下人工巡检效率低、劳动强度大、工作环境恶劣、危险，存在较大安全隐患的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的矿用本安型巡检装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的矿用本安型巡检装置的不同视角的立体结构示意图；

图3为图2所示的矿用本安型巡检装置的主视示意图；

图4为图2所示的矿用本安型巡检装置的左视示意图；

图5为图2所示的矿用本安型巡检装置的右视示意图；

图6为图1所示的行走机构安装编码器和计米轮等其他零部件后的立体结构示意图；

图7为图1所示的行走机构安装编码器和计米轮等其他零部件后的不同视角的立体结构示意图；

图8为图6所示的承重轮组和导向轮组的立体结构示意图；

图9为图8所示的单个承重轮的安装结构示意图；

图10为图8所示的导向轮组的局部剖视结构示意图；

图11为图6所示的驱动机构的结构示意图；

图12为图1所示的巡检主机的立体结构示意图；

图中：0、轨道；1、行走机构；11、主框架；12、承重轮组；121、第一轴杆；122、承重轮；123、第一防尘盖；124、第一防尘套；13、驱动机构；131、本安型电动机；132、驱动轮；14、导向轮组；141、第二轴杆；142、导向轮；143、导套；144、导杆；145、压缩弹簧；146、安装座；147、限位结构或限位件；148、第二防尘盖；15、张紧机构；151、丝杠；152、调节螺母；153、压簧；154、浮动支撑件；2、巡检主机；21、箱体；22、电池箱；23、云台摄像仪；24、甲烷传感器；25、烟雾传感器；26、射频阅读器；27、雷达；28、照明灯；3、编码器；4、计米轮；5、霍尔传感器；6、行程开关；61、触头。

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作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。

特别说明：本发明中的轨道指工字型轨道、H型轨道或倒立T字型轨道。

如图1~12所示，本实施例的矿用本安型巡检装置包括行走机构1、巡检主机2、编码器3和计米轮4，所述行走机构1包括主框架11、承重轮组12、驱动机构13和导向轮组14，主框架11为立体框架，承重轮组12有两个，每个承重轮组12包括两个第一轴杆121和两个承重轮122，每个承重轮组12的两个第一轴杆121水平相对地安装在主框架11的上部的内侧，每个承重轮组12的两个承重轮122安装在两个第一轴杆121的相互靠近的一端，不同承重轮组12间在水平方向上间隔一定距离，驱动机构13包括本安型电动机131和驱动轮132，本安型电动机131与驱动轮132传动连接，驱动机构13间接与主框架11连接，驱动轮132位于主框架11内，驱动轮132的轴线与承重轮122的轴线平行，且驱动轮132与承重轮122间在高度方向上留有容纳轨道下端的承载部分的空间，导向轮组14有两个，每个导向轮组14包括两个第二轴杆141和两个导向轮142，每个导向轮组14的两个导向轮142通过两个竖向设置的第二轴杆141相对地安装在主框架11的上部的前端或后端，且每个导向轮组14的两个导向轮142间留有容纳轨道的竖立部分的空间；

巡检主机2包括箱体21、电池模块、控制板、云台摄像仪23、气体传感器、烟雾传感器25和无线通讯模块，箱体21的顶部与主框架11的底部连接，所述电池模块安装在箱体21内或箱体21外，所述控制板安装在所述箱体21内，云台摄像仪23安装在箱体21外，所述气体传感器和烟雾传感器25的头部均设置在箱体21外或与箱体21外相通，所述电池模块、本安型电动机131、编码器3、云台摄像仪23、气体传感器、烟雾传感器25和无线通讯模块均与所述控制板电连接；

编码器3安装在主框架11上，编码器3的转轴上安装有计米轮4，计米轮4位于工作时可与轨道保持接触的位置。

为防止承重轮在粉尘、湿度较大环境中出现卡死或损坏，保证承重轮可靠滚动，优选的，每个承重轮组12还包括两个第一轴承、两个第一防尘盖123、两个第一防尘套124，每个承重轮组12的承重轮122通过第一轴承安装在第一轴杆121的一端，第一防尘盖123安装在承重轮122的一端，第一防尘盖123将所述第一轴承的一端罩住，且第一防尘盖123与第一轴杆121的轴端间留有避免二者摩擦的间隙，第一防尘套124通过间隙配合安装在第一轴杆121上，第一防尘套124的一端与承重轮122的另一端连接，并将所述第一轴承的另一端罩住。承重轮122工作时，第一防尘盖123和第一防尘套124随承重轮一起运动，既可以防止灰尘进入第一轴承内，又不影响承重轮正常滚动。

为便于在需要时更换第一轴承，优选的，第一防尘盖123通过粘结或螺纹连接的方式安装在承重轮122的一端，第一防尘套124的一端与承重轮122的另一端粘结或螺纹连接。

为便于降低驱动机构的输出转速，优选的，驱动机构13还包括减速器，本安型电动机131通过减速器与驱动轮132传动连接。

为防止驱动轮在工作时打滑，优选的，驱动轮132为包胶轮。

优选的，每个导向轮组14还包括两个导套143、两个导杆144、两个压缩弹簧145和两个安装座146，每个导向轮组14的两个导套143相对地设置在主框架11的上部的前端或后端，每个导套143内穿设一个可沿导套143轴向滑动的导杆144，每个导杆144的一端与安装座146连接，每个导杆144的位于导套143和安装座146之间的部分上套设有压缩弹簧145，每个安装座146上安装一个第二轴杆141。此种导向轮组的导向轮具有随轨道形状自动弹性伸缩的功能，可保证导向轮始终与轨道接触，不仅可以预防矿用本安型巡检装置脱轨和剧烈晃动，同时也能增加矿用本安型巡检装置的转弯半径和行走坡度。

为便于安装导向轮组，优选的，导杆144的另一端设置有阻挡导杆144从导套143内弹出的限位结构或限位件147。

为保证导向轮可靠滚动，优选的，每个导向轮组14还包括两个第二轴承和两个第二防尘盖148，每个导向轮组14的两个导向轮142通过两个第二轴承安装在两个第二轴杆141上，每个导向轮142的上端安装一个第二防尘盖148，第二防尘盖148将第二轴承的上端罩住，且第二防尘盖148与第二轴杆141的轴端间留有避免二者摩擦的间隙。导向轮142工作时，第二防尘盖148随导向轮142一起运动，既可以防止灰尘进入第二轴承内，又不影响导向轮142正常滚动。

为便于在需要时更换第二轴承，优选的，第二防尘盖148通过粘结或螺纹连接的方式安装在导向轮142的上端。

优选的，编码器3安装在主框架11的前端或后端，编码器3的转轴与驱动轮132的轴线平行，计米轮4的最高点与驱动轮132的最高点位于同一高度。

优选的，行走机构1还包括张紧机构15，张紧机构15包括丝杠151、调节螺母152、压簧153和浮动支撑件154，丝杠151竖立设置在主框架11内，调节螺母152通过螺纹旋拧在丝杠151的下部，压簧153套设在丝杠151上，压簧153的下端支撑在调节螺母152上，浮动支撑件154的一端通过叉口叉在丝杠151上并压在压簧153的上端，浮动支撑件154的另一端与主框架11上附设的销轴铰接，驱动机构13安装在浮动支撑件154上。张紧机构15通过调节螺母152增大压簧153的压缩量，可通过浮动支撑件154增大驱动机构13的驱动轮132对轨道底面的压力，从而增大驱动轮132与轨道的摩擦力，保证装置行走过程中不会出现打滑现象。

优选的，还包括霍尔传感器5，霍尔传感器5安装在主框架11上，且工作时其头部朝向轨道，霍尔传感器5与所述控制板电连接。轨道上每间隔一定距离设置一块磁铁，行走机构1行进过程中，霍尔传感器5在感应到轨道上的磁铁时，即向所述控制板发出相应的信号，控制板依据接收到的霍尔传感器5传来的相邻两次信号的时间差和预先设定的距离值，即可计算出行走机构1的行走速度。

优选的，霍尔传感器5安装在主框架11的左侧或右侧的上部，其头部朝向主框架11的右侧或左侧，且工作时其头部朝向轨道的竖立部分。

为增加矿用本安型巡检装置在行程终止处停止行进或反向行进的可靠性，优选的，还包括行程开关6，行程开关6安装在行走机构1的非活动的零部件上，行程开关6与所述控制板电连接，行程开关6用于在其触头61受到轨道上临近行程终止处的机械结构触碰而动作时，向控制板发出相应信号，进而使行走机构1停止行进或反向行进。

优选的，行程开关6安装在主框架11的左侧或右侧，且其触头61的位置高于行走机构1的所有其他零部件。

优选的，还包括机壳，行走机构1设置在机壳内，所述机壳与主框架11或箱体21连接。机壳可对行走机构1起到一定的保护作用，同时外观上更为美观。

为便于更换电池模块，优选的，所述电池模块为电池箱22，电池箱22上设置有插头或插座，箱体21上设置有插座或插头，电池箱22与箱体21通过插头和插座连接。

为检测矿井内的甲烷气体，优选的，所述气体传感器包括甲烷传感器24。此外，根据检测需要，气体传感器还可选用检测CO、NO₂、H₂S、SO₂、CO₂、以及O₂等的一种或多种传感器。

优选的，所述无线通讯模块为WIFI电路板。

为实时检测巡检目标及背景环境中的热量分布，以及时发现风险点，优选的，巡检主机2还包括热成像传感器，所述热成像传感器的探头设置在箱体21的箱壁上的窗口处或设置在箱体21外，所述热成像传感器与所述控制板电连接。

为使本发明的矿用本安型巡检装置在遇到障碍物时暂停行进，优选的，巡检主机2还包括雷达27，雷达27安装在箱体21的前端和后端，雷达27与所述控制板电连接。

为使控制板和地面监控平台获得的矿用本安型巡检装置的位置信息更精确、可靠，并增加矿用本安型巡检装置在行程终止处停止行进或反向行进的可靠性，优选的，还包括射频阅读器26，射频阅读器26设置在箱体21的箱壁上的窗口处或设置在箱体21外，射频阅读器26与所述控制板电连接。射频阅读器26在感应到设于轨道上或巷道内的用于标定位置的电子标签时将相应信号发送给控制板，控制板可依据收到的射频阅读器26发来的信号对矿用本安型巡检装置进行精确定位和位置信息校正；射频阅读器26在感应到设于轨道上或巷道内临近行程终止处的用于标定位置的电子标签时向控制板发出的信号，可视为行程开关被触发而向控制板发出的信号，控制板据此信号即可控制本安型电动机131停止工作或反向转动，进而使行走机构1停止行进或反向行进，故射频阅读器26也可作为行程开关6的替代和补充。

优选的，射频阅读器26设置在箱体21左侧、右侧或/和顶部的箱壁上的窗口处。

为使云台摄像仪在矿井下光线较昏暗的环境中拍摄到清晰的视频和照片，优选的，巡检主机2还包括照明灯28，照明灯28设置在箱体21的箱壁上的窗口处或设置在箱体21外，照明灯28与所述控制板电连接。照明灯可以照亮矿井下光线较昏暗的环境，从而辅助云台摄像仪拍摄到清晰的视频和照片。

为便于直接查看巡检装置自身的一些参数及测量数据，优选的，巡检主机2还包括显示屏，显示屏设置在箱体21的箱壁上的窗口处或设置在箱体21外，显示屏与所述控制板电连接。显示屏可显示巡检装置自身的一些参数及测量数据，例如：显示屏实时显示电池电量、各传感器监测的数据等。

本实施例的矿用本安型巡检装置的使用方法为：使用时，将本实施例的矿用本安型巡检装置悬挂在轨道上，即将每个承重轮组的两个承重轮置于轨道下端的承载部分上，使驱动轮132与轨道的底面紧密接触（可通过张紧机构的调节来实现），使每个导向轮组14的两个导向轮142抵靠在轨道的竖立部分的两侧，使计米轮4与轨道接触，使霍尔传感器5的头部朝向轨道，使行程开关的触头61可与轨道上临近行程终止处的机械结构触碰。

本实施例的矿用本安型巡检装置的工作原理为：工作时，本安型电动机131通过减速器驱动驱动轮132转动，从而使矿用本安型巡检装置沿轨道向前行进，行进过程中，导向轮组14可以预防矿用本安型巡检装置脱轨和剧烈晃动，行进时，计米轮4在轨道的摩擦力的作用下滚动，带动编码器3的转轴同步转动，编码器3的转轴每转动一圈，编码器即向控制板发出一个相应的电信号，控制板依据接收到的编码器3发来的电信号即可得知或计算出计米轮4行进的距离，即矿用本安型巡检装置行进的距离，从而对矿用本安型巡检装置进行较精确的定位，在矿用本安型巡检装置行进过程中，云台摄像仪23实时拍摄巡检目标及背景环境的视频（需要时可捕捉并识别图像）并将相应信号发送给控制板，甲烷传感器24实时检测环境中甲烷的浓度并将相应信号发送给控制板，烟雾传感器25实时检测环境中的烟雾并将相应信号发送给控制板，热成像传感器实时检测巡检目标及背景环境中的热量分布并将相应信号发送给控制板，控制板实时将矿用本安型巡检装置的位置、接收到的云台摄像仪23实时拍摄的巡检目标及背景环境的视频及照片、甲烷传感器24实时检测到的环境中甲烷的浓度、烟雾传感器25实时检测到的环境中的烟雾、热成像传感器实时检测到的环境中的热量分布等信号通过WIFI电路板发送给巷道内的基站，然后由基站通过光缆传回地面监控平台，射频阅读器26在感应到设于轨道上或巷道内的用于标定位置的电子标签时将相应信号发送给控制板，控制板依据收到的射频阅读器26发来的信号对矿用本安型巡检装置进行精确定位和位置信息校正，雷达27实时探测前方的障碍物，并在探测到障碍物时向控制板发出代表“有障碍物”的电信号，控制板依据接收到的雷达27发来的代表“有障碍物”的电信号，控制本安型电动机131停止工作，从而使矿用本安型巡检装置停止沿轨道向前行进，避免与障碍物发生碰撞，对矿用本安型巡检装置起到保护作用，在障碍物消失后，雷达向控制板发出代表“无障碍物”的电信号，控制板依据接收到的雷达27发来的代表“无障碍物”的电信号，控制本安型电动机131再次工作，从而使矿用本安型巡检装置继续沿轨道向前行进，当矿用本安型巡检装置行进到轨道上的临近行程终止处时，行程开关6的触头61与轨道上临近行程终止处的机械结构触碰并动作，此时，行程开关6向控制板发出相应信号，控制板即控制本安型电动机131停止工作或反向转动，进而使行走机构1停止行进或反向行进；当需要调整行走机构1的行走速度时，控制板依据接收到的指令和设定的程序向本安型电动机131发出相应的控制信号，本安型电动机131相应地改变转速，进而改变驱动轮132的转速及行走机构1的行走速度，同时，控制板不断依据接收到的霍尔传感器5传来的信号对行走机构1实际的行走速度进行计算，并与目标行走速度进行比对，然后对向本安型电动机131发出的控制信号进行相应的调整，如此反复，通过对行走机构1的行走速度的闭环控制，最终实现对行走机构1的行走速度的精确控制；另外，云台摄像仪23还具有定点自动调整拍摄角度的功能；甲烷传感器24、烟雾传感器25、热成像传感器还具有超限报警的功能。特别的，控制板还可通过接收到的编码器3反馈的连续两个或多个信号的间隔时间计算出行走机构的行走速度，作为闭环控制行走机构行走速度的依据，实现对行走机构的行走速度的精确控制和按需调整，即编码器3也具有类似霍尔传感器5的向控制板反馈行走机构行走速度信号的作用，可作为霍尔传感器5的替代和补充；当控制板依据接收到的编码器3发来的电信号得知或计算出的矿用本安型巡检装置行进的距离达到设定的行程距离时，控制板即控制本安型电动机131停止工作或反向转动，进而使行走机构1停止行进或反向行进，即在矿用本安型巡检装置行进的距离达到设定的行程距离时，控制板接收到的编码器3发来的最后一个电信号，可视为行程开关被触发而发来的信号，故编码器3也可作为行程开关6的替代和补充；射频阅读器26在感应到设于轨道上或巷道内临近行程终止处的用于标定位置的电子标签时向控制板发出的信号，可视为行程开关被触发而向控制板发出的信号，控制板据此信号即可控制本安型电动机131停止工作或反向转动，进而使行走机构1停止行进或反向行进，故射频阅读器26也可作为行程开关6的替代和补充。

由上可见，本发明的矿用本安型巡检装置具有结构紧凑、合理、重量轻、定位精确、功能完备、工作效率高、可靠性好、维护工作量小及预期使用寿命长的优点，解决了现有矿山行业井下人工巡检效率低、劳动强度大、工作环境恶劣、危险，存在较大安全隐患的问题。

显然地，上述实施例并非本发明仅有的实施方式，在不脱离其技术本质的前提下，还可以做很多简单改变，例如，承重轮组有三个以上；驱动机构不包括减速器，本安型电动机直接与驱动轮传动连接；导向轮组有三个以上；行走机构采用不同于上述实施例的张紧机构；行走机构不包括张紧机构，驱动机构直接与主框架连接；编码器安装在所述箱体上；计米轮的最低点与承重轮的最低点位于同一高度；霍尔传感器安装在所述箱体上；行程开关安装在所述箱体上；射频阅读器设置在所述箱体外；矿用本安型巡检装置不包括热成像传感器、雷达、霍尔传感器、行程开关和射频阅读器中的一个或多个，如此等等，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种矿用本安型巡检装置，其特征在于，包括行走机构、巡检主机、编码器和计米轮，所述行走机构包括主框架、承重轮组、驱动机构和导向轮组，所述主框架为立体框架，所述承重轮组至少有两个，每个承重轮组包括两个第一轴杆和两个承重轮，每个承重轮组的两个第一轴杆水平相对地安装在主框架的上部的内侧，每个承重轮组的两个承重轮安装在两个第一轴杆的相互靠近的一端，不同承重轮组间在水平方向上间隔一定距离，所述驱动机构包括本安型电动机和驱动轮，所述本安型电动机与驱动轮传动连接，所述驱动机构直接或间接与所述主框架连接，所述驱动轮位于主框架内，驱动轮的轴线与承重轮的轴线平行，且驱动轮与承重轮间在高度方向上留有容纳轨道下端的承载部分的空间，所述导向轮组至少有两个，每个导向轮组包括两个第二轴杆和两个导向轮，每个导向轮组的两个导向轮通过两个竖向设置的第二轴杆相对地安装在主框架的上部的前端或后端，且每个导向轮组的两个导向轮间留有容纳轨道的竖立部分的空间；

所述巡检主机包括箱体、电池模块、控制板、云台摄像仪、气体传感器、烟雾传感器和无线通讯模块，所述箱体的顶部与主框架的底部连接，所述电池模块安装在所述箱体内或箱体外，所述控制板安装在所述箱体内，所述云台摄像仪安装在所述箱体外，所述气体传感器和烟雾传感器的头部均设置在所述箱体外或与箱体外相通，所述电池模块、本安型电动机、编码器、云台摄像仪、气体传感器、烟雾传感器和无线通讯模块均与所述控制板电连接；

所述编码器安装在主框架或所述箱体上，编码器的转轴上安装有计米轮，所述计米轮位于工作时可与轨道保持接触的位置；

每个所述承重轮组还包括两个第一轴承、两个第一防尘盖、两个第一防尘套，每个承重轮组的承重轮通过第一轴承安装在第一轴杆的一端，所述第一防尘盖安装在承重轮的一端，第一防尘盖将所述第一轴承的一端罩住，且第一防尘盖与第一轴杆的轴端间留有避免二者摩擦的间隙，所述第一防尘套通过间隙配合安装在第一轴杆上，第一防尘套的一端与承重轮的另一端连接，并将所述第一轴承的另一端罩住；

每个所述导向轮组还包括两个导套、两个导杆、两个压缩弹簧和两个安装座，每个导向轮组的两个导套相对地设置在主框架的上部的前端或后端，每个导套内穿设一个可沿导套轴向滑动的导杆，每个导杆的一端与安装座连接，每个导杆的位于导套和安装座之间的部分上套设有压缩弹簧，每个安装座上安装一个第二轴杆；

每个导向轮组还包括两个第二轴承和两个第二防尘盖，每个导向轮组的两个导向轮通过两个第二轴承安装在两个第二轴杆上，每个导向轮的上端安装一个第二防尘盖，所述第二防尘盖将第二轴承的上端罩住，且第二防尘盖与第二轴杆的轴端间留有避免二者摩擦的间隙；

所述行走机构还包括张紧机构，所述张紧机构包括丝杠、调节螺母、压簧和浮动支撑件，所述丝杠竖立设置在所述主框架内，所述调节螺母通过螺纹旋拧在所述丝杠的下部，所述压簧套设在所述丝杠上，压簧的下端支撑在所述调节螺母上，所述浮动支撑件的一端通过叉口叉在所述丝杠上并压在所述压簧的上端，所述浮动支撑件的另一端与所述主框架上附设的销轴铰接，所述驱动机构安装在所述浮动支撑件上。

2.根据权利要求1所述的矿用本安型巡检装置，其特征在于：还包括霍尔传感器，所述霍尔传感器安装在所述主框架或所述箱体上，且工作时其头部朝向轨道，所述霍尔传感器与所述控制板电连接。

3.根据权利要求1所述的矿用本安型巡检装置，其特征在于：还包括行程开关，所述行程开关安装在所述行走机构的非活动的零部件上或所述箱体上，所述行程开关与所述控制板电连接，所述行程开关用于在其触头受到轨道上临近行程终止处的机械结构触碰而动作时，向控制板发出相应信号，进而使行走机构停止行进或反向行进。

4.根据权利要求1所述的矿用本安型巡检装置，其特征在于：所述气体传感器包括甲烷传感器，所述巡检主机还包括热成像传感器，所述热成像传感器的探头设置在所述箱体的箱壁上的窗口处或设置在所述箱体外，所述热成像传感器与所述控制板电连接。

5.根据权利要求1所述的矿用本安型巡检装置，其特征在于：所述巡检主机还包括雷达，所述雷达安装在所述箱体的前端和后端，所述雷达与所述控制板电连接。

6.根据权利要求1所述的矿用本安型巡检装置，其特征在于：还包括射频阅读器，所述射频阅读器设置在所述箱体的箱壁上的窗口处或设置在所述箱体外，所述射频阅读器与所述控制板电连接。

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