CN117565087B - Ai视觉矿用固定监测机器人及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了AI视觉矿用固定监测机器人及其监测方法，涉及煤矿监测设备领域，包括监测装置，所述监测装置的上方设置有散热机构，所述散热机构的上方设置有清理机构，所述监测装置的下方设置有降温机构和切换组件，所述监测装置上设有监测镜头与安装架；所述监测装置包括视频监测模块、信息处理模块、报警模块和终端显示模块，所述视频监测模块包括视频采集单元、红外监测单元和气体监测单元；本发明能对矿场监测区域进行图像数据采集、处理、分析及异常信息报警，并将信息传输单元传输的图像数据信息进行显示；同时具备自降温和自清理功能，以保证监测装置的成像效果。

Description

AI视觉矿用固定监测机器人及其监测方法

技术领域

本发明涉及煤矿监测设备技术领域，尤其涉及AI视觉矿用固定监测机器人及其监测方法。

背景技术

AI视觉固定值守机器人一种基于AI-shop可持续不断自学习增强和功能扩展能力的物联工业现场机器人形态，包含矿用本安型双光谱摄像仪、存储器及中央处理系统，具有视频采集、红外测温、定点监测、智能煤流、无人值守、异物、堆料、跑偏、电子围栏等监测功能。

矿用摄像仪一般安装在矿山的关键位置，如采矿区域、巷道、井口、运输道路等地方，矿用摄像仪能够实时监控和记录矿山内的情况，它们可以监测并及时报警潜在的危险或异常情况，例如火灾、坍塌、有毒气体泄漏等，这样的监控系统使得矿山能够迅速响应并采取相应的紧急措施，从而有效避免事故的发生，保护人员和设备的安全，适用于斜巷运输监控系统、采掘工作面监控、绞车运输监控等。

申请号为CN201911297560.7的中国专利公开了一种深部矿井环境监测机器人系统及监测方法，属于煤矿智能监测领域。该机器人系统包括环境监测机器人、环境监测机器人远程工作站和矿用无线通信网络。环境监测机器人远程工作站由矿用本安型计算机、显示器、操作台组成，环境监测机器人和环境监测机器人远程工作站通过矿用无线通信网络进行通信。环境监测机器人采用轮式智能小车结构，由小车车架、主、驱动机构、温湿度传感器、气体监测传感器、激光雷达、TOF深度相机、障碍物传感器、变形扫描机构、RFID标签、ZigBee无线数传模块组成。上述发明利用多传感器信息融合技术，集自主定位、自主避障、远程遥控、变形监测、环境参数监测功能于一体，具有体积小、功能全、行走灵活、操作简单、自动化程度高的特点，能够提高对煤矿复杂环境的认知，为煤矿高效安全生产提供保障。但上述监测设备在使用过程中，钻机穿孔作业，爆破作业，铲装作业，运输路面行车，破碎过程中，都会产生灰尘，这些灰尘在空气中长时间悬浮，容易附着在监测装置前方并将成像镜头遮挡，加上监测装置安装位置具有一定高度，清洁较为不便。

申请号为CN201810311609.9的中国专利公开了一种智能数控机床散热监控系统，设置有：中央处理器、温度传感器、红外感应器、数据采集模块、电磁继电器、散热风机、空调系统；温度传感器、红外感应器并联并且电性连接于中央处理器；数据采集模块电性连接于中央处理器；中央处理器电性连接于电磁继电器；电磁继电器电性连接于散热风机、空调系统。上述发明通过中央处理器的数据存储以及处理，如果温度高于设定值，则控制电磁继电器开关的触发，进一步触发散热风机和空调系统的工作，来降低数控机床的工作温度，操作简便，系统化程度高，非常值得推广使用。但上述监测装置在使用过程中会产生热量，热量会使监测镜头的透镜发生曲度变化，都会影响监测装置的成像效果，因此需要AI视觉矿用固定监测机器人来满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供AI视觉矿用固定监测机器人及其监测方法，以解决上述背景技术中提出的由于钻机穿孔作业，爆破作业，铲装作业，运输路面行车，破碎过程中，都会产生灰尘，这些灰尘在空气中长时间悬浮，容易附着在监测装置前方并将成像镜头遮挡，加上监测装置安装位置具有一定高度，清洁较为不便的问题，和在使用过程中会产生热量，热量会使监测镜头的透镜发生曲度变化，都会影响监测装置的成像效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种AI视觉矿用固定监测机器人，包括监测装置，所述监测装置的上方设置有散热机构，所述散热机构的上方设置有清理机构，所述监测装置的下方设置有降温机构和切换组件，所述监测装置上设有监测镜头与安装架；

所述监测装置包括视频监测模块、信息处理模块、报警模块和终端显示模块；

所述视频监测模块包括视频采集单元、红外监测单元和气体监测单元，其中所述视频采集单元用于对矿场监测区域内的数据进行图像数据采集，所述红外监测单元用于对矿场监测区域内的温度信息进行采集，所述气体监测单元用于对矿场监测区域内的气体信息进行采集；

所述信息处理模块包括信息处理单元、信息传输单元和储存单元，其中所述信息处理单元用于将视频监测模块监测到的矿场数据进行处理，所述信息传输单元用于将信息处理单元处理后的数据进行传输，所述储存单元用于将信息处理单元处理后的信息储存；

所述报警模块用于对信息处理单元处理后的异常数据进行报警，所述终端显示模块用于将信息传输单元传输的图像数据信息进行显示；

所述散热机构包括导热板，所述导热板固定在监测装置的上方，所述导热板的上方固定连接有连接板，所述连接板的内壁开设有流通槽，所述连接板的两侧分别开设有第一进水孔与第一回流孔，所述连接板的下方靠近第一进水孔的一侧开设有第一出水孔，所述第一进水孔、第一回流孔和第一出水孔均与流通槽连通；

所述切换组件包括安装盒，所述安装盒固定连接在连接板的底部，所述安装盒的内部固定有电机，所述电机的输出端固定有驱动转轴，所述驱动转轴的外壁固定有驱动锥形齿轮，所述安装盒的内部固定有密封滑套；所述密封滑套的上方设置有第一限位块，所述密封滑套内密封滑动连接有滑动转套，所述滑动转套的底部设置有第二限位块，所述第一限位块与第二限位块之间连接有第一弹簧，所述滑动转套的上方开设有转动槽，所述转动槽内转动连接有转杆，所述转杆靠近所述电机的一端固定有从动锥形齿轮，所述转杆远离所述电机的一端延伸至安装盒外侧且固定有驱动皮带轮，所述密封滑套下方开设有第二出水孔，所述第二出水孔通过连接管与第一出水孔连通，所述安装盒远离所述监测镜头的一侧开设有滑动槽，所述转杆与滑动槽滑动连接，当所述从动锥形齿轮上升到最大高度时，所述驱动锥形齿轮与所述从动锥形齿轮啮合。

优选的，所述安装盒的内部固定有散热片，所述安装盒的内部在所述散热片的下方设置有水箱，所述水箱与第一进水孔相对应的一侧开设有第二进水孔，所述水箱与第一回流孔相对应的一侧开设有第二回流孔，所述第二进水孔通过进水管与第一进水孔连通，所述第二回流孔通过回流管与第一回流孔连通，所述第二进水孔与所述第二回流孔内分别设置有第一单向阀与第二单向阀。

优选的，所述水箱内部密封滑动连接有活塞板，所述活塞板靠近所述电机的一侧固定有活塞杆，所述活塞杆延伸至水箱外侧固定有限位板，所述活塞杆与水箱滑动连接，所述水箱与限位板之间连接有第二弹簧，所述驱动转轴的外壁在驱动锥形齿轮的下方固定有偏心轮，当所述偏心轮最大推程部分与限位板接触时，推动所述活塞板在水箱内滑动，当所述偏心轮最小推程部分与限位板接触时，所述第二弹簧回推所述活塞板回到初始位置。

优选的，所述清理机构包括安装板，所述安装板固定在连接板上方，所述安装板的一侧设置有从动皮带轮，所述从动皮带轮的一侧固定连接有往复丝杆，所述往复丝杆与安装板转动连接，所述往复丝杆的一端转动连接有第三限位块，所述第三限位块固定连接在连接板的上方，所述往复丝杆螺纹连接有滑动板，所述滑动板滑动连接在安装板的内壁，所述滑动板上方固定连接有支撑板，所述支撑板的靠近所述监测镜头的一侧固定连接有两个连接绳，两个所述连接绳的另外一端固定连接有同一个刷条，所述安装板靠近所述监测镜头的一侧转动连接有活动架，所述刷条与活动架的内壁滑动连接，所述安装板的内壁靠近所述监测镜头的一侧转动连接有支撑轴，两个所述连接绳均与支撑轴相接触，所述活动架的两侧均转动连接有连杆，两个所述连杆的另一端均转动连接有固定板，两个所述固定板分别滑动连接在监测装置的两侧，所述支撑轴的外壁固定连接有推杆，所述推杆与挡块相对应，所述驱动皮带轮与所述从动皮带轮通过弹性皮带连接。

优选的，所述监测装置的两侧均固定连接有气缸，两个所述气缸的输出端分别与两个固定板固定连接，所述连接板靠近所述监测镜头的一侧固定连接有两个安装杆，两个所述安装杆上固定连接有同一个喷管，所述喷管上固定连通有多个喷头，多个所述喷头均朝向监测镜头，喷管上固定连接有输送管，所述输送管的另外一端与连接板固定连接，所述连接板上滑动连接有滑动杆，所述滑动杆的两端分别固定连接有挡板与挡块，所述挡板滑动连接在流通槽内，当所述挡块在流通槽内滑动并进行封堵时，所述流通槽内水压增大。

优选的，所述降温机构包括扇叶盒，所述扇叶盒固定连接在安装盒的内部并与散热片固定连接，所述扇叶盒上开设有两个安装孔，两个所述安装孔内均固定连接有支撑架，两个所述支撑架均转动连接有扇叶转轴，两个所述扇叶转轴的一端均固定连接有扇叶，两个所述扇叶转轴的另一端均固定有从动齿轮，所述驱动转轴的外壁在驱动锥形齿轮的上方固定有驱动齿轮，两个所述从动齿轮均与所述驱动齿轮啮合，所述扇叶盒的一侧与散热片相连通，所述散热片的另一侧固定连接有出风口，所述扇叶盒与所述出风口相连通，所述安装盒两侧均开设有换气孔。

优选的，所述活动架的内壁两侧均开设有限制滑槽，两个所述限制滑槽内均滑动连接有限制滑块，两个所述限制滑块分别固定连接在刷条的两侧，所述刷条上固定连接有两个导向杆，两个所述导向杆均与活动架滑动连接，两个所述导向杆的一端均固定连接有限制板，所述导向杆外壁滑动套接有辅助弹簧，所述辅助弹簧的一端与活动架固定连接，所述辅助弹簧的另外一端与所述限制板固定连接。

优选的，所述滑动板上开设有螺纹孔，所述往复丝杆螺纹连接在螺纹孔内，所述安装板靠近所述监测镜头的一侧开设有翻转槽，所述翻转槽内转动连接有固定轴，所述固定轴与活动架固定连接，所述支撑轴与固定轴固定连接，所述安装板的上方固定有防尘盖。

优选的，所述滑动杆的外壁滑动套接有限制弹簧，所述限制弹簧的一端与连接板固定连接，所述限制弹簧的另外一端与挡块固定连接，所述连接板靠近所述监测镜头的一侧开设有限位滑槽与输送孔，所述输送孔与流通槽相连通，所述输送孔与输送管相连通，所述滑动杆滑动连接在所述限位滑槽内。

本发明还提供了一种AI视觉矿用固定监测机器人的监测方法，包括以下步骤；

S1、将监测装置通过安装架安装在矿场的采矿区域或巷道或井口或运输道路监测区域内；

S2、通过视频监测模块中的视频采集单元对监测区域内的数据进行图像数据采集；

S3、通过红外监测单元对监测区域内的温度数据进行采集；

S4、通过气体监测单元对监测区域内的气体数据进行采集；

S5、通过信息处理模块中的信息处理单元将监测的数据进行图像处理；

S6、将信息处理单元处理后的数据通过信息传输单元传输给终端显示模块进行显示；

S7、通过储存单元将信息处理单元处理后的信息储存，以供后续查看；

S8、被监测区域内的气体、温度监测数据存在异常，通过报警模块进行报警通知。

本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过切换组件的设置，一方面通过切换组件与散热机构和降温机构的配合，实现对监测装置的散热和对水箱中的水降温，提升对监测装置的散热效果，另一方面通过切换组件与清理组件的配合，当监测镜头上附有杂质可以通过控制气缸，使活动架翻转并带动刷条与监测镜头的前方接触，并挤压动挡块，使得挡板移动并将流通槽的管路堵塞，同时将输送孔打开，此时流通槽内的水会通过输送孔进入输送管，最后通过喷头喷洒到监测镜头上，冲刷杂质，同时流通槽内的水压增大，从而使得从动锥形齿轮上升与驱动锥形齿轮啮合，使刷条往复移动对监测镜头进行清扫，从而实现自动清洁的效果，以保证监测装置的成像效果。

2、本发明中，通过水循环对监测装置的降温，不仅可以保护监测装置内部元器件，避免过热导致设备损坏，从而延长监测装置的使用寿命，还能通过对水的降温，使其能够循环使用，有效的提高了降温效果；通过出风口吹风的在监测镜头前产生的一个风墙，在散热的过程中可以将浮尘吹走，防止浮尘、煤尘或者细小的沙石附着在监测镜头上影响成像，从而进一步提高监测镜头的清洁度和监测安全性。

3、本发明中，通过出风口的设置，通过控制散热电机时会使扇叶转动并吹风，吹出的风一部分会通过出风口吹向监测镜头，使监测镜头前产生一个风墙，将浮尘吹走，防止浮尘或者细小的沙石附着在监测镜头上影响成像，并且在对监测镜头清扫完之后，也可以对监测镜头进行风干，使其能够快速投入使用。

附图说明

图1为本发明的监测装置内部模块示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明的安装板部分结构示意图；

图5为本发明的支撑轴部分剖视结构示意图；

图6为本发明的连接板部分结构示意图；

图7为本发明的连接板部分剖视结构示意图；

图8为本发明图7的A部结构放大图；

图9为本发明的流通槽部分结构示意图；

图10为本发明的切换组件结构示意图；

图11为本发明的切换组件结构剖视图；

图12为本发明的散热机构结构示意图；

图13为本发明的水箱内部结构剖视图；

图14为本发明的降温机构结构示意图。

图中：1、监测装置；11、视频监测模块；111、视频采集单元；112、红外监测单元；113、气体监测单元；12、信息处理模块；121、信息处理单元；122、信息传输单元；123、储存单元；13、报警模块；14、终端显示模块；15、监测镜头；16、安装架；2、散热机构；200、导热板；201、连接板；202、流通槽；203、散热片；204、第一进水孔；205第一回流孔；206、第一出水孔；207、水箱；208、第二进水孔；209、第二回流孔；210、进水管；211、回流管；212、第一单向阀；213、第二单向阀；214、活塞板；215、活塞杆；216、限位板；217、第二弹簧；218、偏心轮；3、清理机构；300、安装板；301、从动皮带轮；302、往复丝杆；303、第三限位块；304、滑动板；305、支撑板；306、连接绳；307、刷条；308、活动架；309、支撑轴；310、连杆；311、固定板；312、气缸；313、安装杆；314、喷管；315、喷头；316、输送管；317、滑动杆；318、挡板；319、挡块；320、推杆；321、限制滑槽；322、限制滑块；323、导向杆；324、限制板；325、辅助弹簧；326、限位滑槽；327、输送孔；328、螺纹孔；329、翻转槽；330、固定轴；331、限制弹簧；332、弹性皮带；333、防尘盖；4、降温机构；400、扇叶盒；401、安装孔；402、支撑架；403、扇叶转轴；404、扇叶；405、从动齿轮；406、驱动齿轮；407、出风口；5、切换组件；501、安装盒；502、电机；503、驱动锥形齿轮；504、密封滑套；505、第一限位块；506、滑动转套；507、第二限位块；508、第一弹簧；509、转动槽；510、转杆；511、从动锥形齿轮；512、驱动皮带轮；513、第二出水孔；514、连接管；515、驱动转轴；516、换气孔；517、滑动槽。

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。

实施例一

参考图1-2，AI视觉矿用固定监测机器人，包括监测装置1，监测装置1的上方设置有散热机构2，散热机构2的上方设置有清理机构3，监测装置1的下方设置有降温机构4和切换组件5，监测装置1上设有监测镜头15与安装架16。

参考图1，监测装置1包括视频监测模块11、信息处理模块12、报警模块13和终端显示模块14，视频监测模块11包括视频采集单元111、红外监测单元112和气体监测单元113，其中视频采集单元111用于对矿场监测区域内的数据进行图像数据采集，红外监测单元112用于对矿场监测区域内的温度信息进行采集，气体监测单元113用于对矿场监测区域内的气体信息进行采集，信息处理模块12包括信息处理单元121、信息传输单元122和储存单元123，其中信息处理单元121用于将视频监测模块11监测到的矿场数据进行处理，信息传输单元122用于将信息处理单元121处理后的数据进行传输，储存单元123用于将信息处理单元121处理后的信息储存，报警模块13用于对信息处理单元121处理后的异常数据进行报警，终端显示模块14用于将信息传输单元122传输的图像数据信息进行显示。

在实际使用时，将监测装置1通过安装架16安装在矿场的采矿区域或巷道或井口或运输道路监测区域内，通过视频监测模块11中的视频采集单元111对监测区域内的数据进行图像数据采集，然后通过红外监测单元112对监测区域内的温度数据进行采集，通过气体监测单元113对监测区域内的气体数据进行采集，然后通过信息处理模块12中的信息处理单元121将监测的数据进行处理，然后将信息处理单元121处理后的数据通过信息传输单元122传输给终端显示模块14进行显示，并通过储存单元123将信息处理单元121处理后的信息储存，以供后续查看，如果被监测区域内的气体、温度等监测数据存在异常，则通过报警模块13进行报警通知。

实施例二

监测装置1在使用过程中会产生热量，热量会使监测镜头15的透镜发生曲度变化，都会影响监测装置1的成像效果，因此本实施例对上述实施例中描述的装置进行了改进。

参照图2-13，散热机构2包括导热板200，导热板200固定在监测装置1的上方，导热板200的上方固定连接有连接板201，连接板201的内壁开设有流通槽202，连接板201的两侧分别开设有第一进水孔204与第一回流孔205，连接板201的下方靠近第一进水孔204的一侧开设有第一出水孔206，第一进水孔204、第一回流孔205和第一出水孔206均与流通槽202连通。

具体的，切换组件5包括安装盒501，安装盒501固定连接在连接板201的底部，安装盒501的内部固定有电机502，电机502的输出端固定有驱动转轴515，安装盒501的内部固定有散热片203，安装盒501的内部在散热片203的下方设置有水箱207，水箱207与第一进水孔204相对应的一侧开设有第二进水孔208，水箱207与第一回流孔205相对应的一侧开设有第二回流孔209，第二进水孔208通过进水管210与第一进水孔204连通，第二回流孔209通过回流管211与第一回流孔205连通，第二进水孔208与第二回流孔209内分别设置有第一单向阀212与第二单向阀213，水箱207内部密封滑动连接有活塞板214，活塞板214靠近电机502的一侧固定有活塞杆215，活塞杆215延伸至水箱207外侧固定有限位板216，活塞杆215与水箱207滑动连接，水箱207与限位板216之间连接有第二弹簧217，驱动转轴515的外壁在驱动锥形齿轮503的下方固定有偏心轮218，当偏心轮218最大推程部分与限位板216接触时，能推动活塞板214在水箱207内滑动，当偏心轮218最小推程部分与限位板216接触时，第二弹簧217回推活塞板214回到初始位置。

参考图14，降温机构4包括扇叶盒400，扇叶盒400固定连接在安装盒501的内部并与散热片203固定连接，扇叶盒400上开设有两个安装孔401，两个安装孔401内均固定连接有支撑架402，两个支撑架402均转动连接有扇叶转轴403，两个扇叶转轴403的一端均固定连接有扇叶404，两个扇叶转轴403的另一端均固定有从动齿轮405，驱动转轴515的外壁在驱动锥形齿轮503的上方固定有驱动齿轮406，两个从动齿轮405均与驱动齿轮406啮合，扇叶盒400的一侧与散热片203相连通，散热片203的另一侧固定连接有出风口407，扇叶盒400与出风口407相连通，安装盒501两侧均开设有换气孔516。

在使用监测装置1的过程中产生的热量会传导到导热板200上，通过控制电机502转动，电机502转动带动驱动转轴515转动，驱动转轴515转动带动偏心轮218转动，当偏心轮218最大推程部分与限位板216接触时，通过活塞杆215推动活塞板214在水箱207内滑动并挤压第二弹簧217，使得活塞板214挤压水箱207内的水使水箱内的压力增大，此时，水箱207内的水通过进水管210进入到流通槽202内，因第二进水孔208与第二回流孔209内分别设置有第一单向阀212与第二单向阀213，使得水箱207内的水只能从第二进水孔208内排出，从第二回流孔209回流，当偏心轮218最小推程部分与限位板216接触时，第二弹簧217回推限位板216与活塞板214回到初始位置，此时，活塞板214使得水箱207内产生负压，使得流通槽202内的水通过回流管211回到水箱207内，从而实现水循环，使水能够在流通槽202中流通，水在流通槽202中流通时会与导热板200接触的过程中会带走导热板200的热量，进而实现水冷散热的效果。

同时，水箱207中的水在循环流通的过程中温度也会慢慢升高，使得温度传导到水箱207与散热片203上，通过电机502转动带动驱动转轴515转动，驱动转轴515带动驱动齿轮406转动，驱动齿轮406带动两个从动齿轮405转动，两个从动齿轮405带动对应的扇叶转轴403与扇叶404转动，转动的扇叶404会加速空气从散热片203中流通，加速散热片203的冷却，实现对水降温的效果，使其能够循环使用，同时扇叶404吹出的风会通过出风口407吹出，使得监测镜头15前产生一个风墙，将浮尘沙石吹走，防止浮尘或者细小的沙石附着在监测镜头15上影响成像。

综上所述，通过水循环对监测装置1的降温，不仅可以保护监测装置1内部元器件，避免过热导致设备损坏，从而延长监测装置1的使用寿命，通过对水的降温，使其能够循环使用，有效的提高了降温效果，通过出风口407吹风的在监测镜头15前产生的一个风墙，在散热的过程中可以将浮尘沙石吹走，防止浮尘、煤尘或者细小的沙石附着在监测镜头15上影响成像，有效的进行防尘保护，从而进一步提高监测镜头15的清洁度和监测安全性。

实施例三

在实际使用过程中，由于矿场环境复杂，空气中会有浮尘沙石，容易附着在监测装置1前方并将成像镜头遮挡，加上监测装置1安装位置具有一定高度，清洁较为不便，因此本实施例对上述实施例中描述的装置进行了改进。

参照图11-12，驱动转轴515的外壁固定有驱动锥形齿轮503，安装盒501的内部固定有密封滑套504；密封滑套504的上方设置有第一限位块505，密封滑套504内密封滑动连接有滑动转套506，滑动转套506的底部设置有第二限位块507，第一限位块505与第二限位块507之间连接有第一弹簧508，滑动转套506的上方开设有转动槽509，转动槽509内转动连接有转杆510，转杆510靠近电机502的一端固定有从动锥形齿轮511，转杆510远离电机502的一端延伸至安装盒501外侧且固定有驱动皮带轮512，密封滑套504下方开设有第二出水孔513，第二出水孔513通过连接管514与第一出水孔206连通，当从动锥形齿轮511上升到最大高度时，驱动锥形齿轮503与从动锥形齿轮511啮合。

参考图2-8，清理机构3包括安装板300，安装板300固定在连接板201上方，安装板300的一侧设置有从动皮带轮301，从动皮带轮301的一侧固定连接有往复丝杆302，往复丝杆302与安装板300转动连接，往复丝杆302的一端转动连接有第三限位块303，第三限位块303固定连接在连接板201的上方，往复丝杆302螺纹连接有滑动板304，滑动板304滑动连接在安装板300的内壁，滑动板304上方固定连接有支撑板305，支撑板305的靠近监测镜头15的一侧固定连接有两个连接绳306，两个连接绳306的另外一端固定连接有同一个刷条307，安装板300靠近监测镜头15的一侧转动连接有活动架308，刷条307与活动架308的内壁滑动连接，安装板300的内壁靠近监测镜头15的一侧转动连接有支撑轴309，两个连接绳306均与支撑轴309相接触，活动架308的两侧均转动连接有连杆310，两个连杆310的另一端均转动连接有固定板311，两个固定板311分别滑动连接在监测装置1的两侧，支撑轴309的外壁固定连接有推杆320，推杆320与挡块319相对应，驱动皮带轮512与从动皮带轮301通过弹性皮带332连接，监测装置1的两侧均固定连接有气缸312，两个气缸312的输出端分别与两个固定板311固定连接，连接板201靠近监测镜头15的一侧固定连接有两个安装杆313，两个安装杆313上固定连接有同一个喷管314，喷管314上固定连通有多个喷头315，多个喷头315均朝向监测镜头15，喷管314上固定连接有输送管316，输送管316的另外一端与连接板201固定连接，连接板201上滑动连接有滑动杆317，滑动杆317的两端分别固定连接有挡板318与挡块319，挡板318滑动连接在流通槽202内，当挡块319在流通槽202内滑动并进行封堵时，流通槽202内水压增大。

如图3-5所示，活动架308的内壁两侧均开设有限制滑槽321，两个限制滑槽321内均滑动连接有限制滑块322，两个限制滑块322分别固定连接在刷条307的两侧，刷条307上固定连接有两个导向杆323，两个导向杆323均与活动架308滑动连接，两个导向杆323的一端均固定连接有限制板324，导向杆323外壁滑动套接有辅助弹簧325，辅助弹簧325的一端与活动架308固定连接，辅助弹簧325的另外一端与限制板324固定连接，滑动板304上开设有螺纹孔328，往复丝杆302螺纹连接在螺纹孔328内，安装板300靠近监测镜头15的一侧开设有翻转槽329，翻转槽329内转动连接有固定轴330，固定轴330与活动架308固定连接，支撑轴309与固定轴330固定连接，安装板300的上方固定有防尘盖333，滑动杆317的外壁滑动套接有限制弹簧331，限制弹簧331的一端与连接板201固定连接，限制弹簧331的另外一端与挡块319固定连接，连接板201靠近监测镜头15的一侧开设有限位滑槽326与输送孔327，输送孔327与流通槽202相连通，输送孔327与输送管316相连通，滑动杆317滑动连接在限位滑槽326内，安装盒501远离监测镜头15的一侧开设有滑动槽517，转杆510与滑动槽517滑动连接。

在实际使用时，若监测镜头15上附着有杂质，通过驱动两侧的气缸312，气缸312的输出端拉动固定板311移动，移动的固定板311会带动连杆310的一端转动并移动，使得连杆310的另外一端拉动活动架308翻转，活动架308在翻转的过程中会带动固定轴330在翻转槽329中转动，使活动架308能够实现翻转的效果，持续翻转的活动架308会带动刷条307进行翻转，刷条307在翻转的时候会带动连接绳306的一端翻转，使得连接绳306压在支撑轴309上并处于绷紧状态，连杆310持续移动能够使活动架308翻转九十度，同时会使刷条307与监测装置1前方接触，过程中持续转动的固定轴330则会带动支撑轴309进行转动，支撑轴309转动时会带动推杆320以固定轴330为轴心进行旋转，旋转的推杆320与挡块319接触并挤压挡块319，受到挤压的挡块319会压缩限制弹簧331并推动滑动杆317在限位滑槽326中滑动，持续滑动的滑动杆317会带动挡板318在流通槽202中滑动，持续滑动的挡板318会堵塞流通槽202的管路并将输送孔327打开，此时流通槽202与输送孔327内的水进入输送管316中，之后通过输送管316进入喷管314，最后通过喷头315喷洒到监测装置1与监测镜头15上。

因电机502持续转动带动散热机构2进行水循环降温，流通槽202被堵塞后，流通槽202内的水压会增大，流通槽202内增大水压后的水会通过连接管514进入到密封滑套504内，此时，密封滑套504内水压会推动滑动转套506在密封滑套504内滑动上升并挤压第一弹簧508，滑动转套506上升并带动转杆510上升，转杆510带动从动锥形齿轮511与驱动皮带轮512上升，当从动锥形齿轮511上升到最大高度时，驱动锥形齿轮503与从动锥形齿轮511啮合，此时，驱动锥形齿轮503带动从动锥形齿轮511转动，从动锥形齿轮511转动并带动转杆510与驱动皮带轮512转动，驱动皮带轮512通过弹性皮带332带动从动皮带轮301转动，从动皮带轮301带动往复丝杆302转动，转动的往复丝杆302会在安装板300与第三限位块303上转动，防止往复丝杆302偏移，转动的往复丝杆302会通过与螺纹孔328的配合带动滑动板304往复移动，当滑动板304朝着从动皮带轮301的方向移动时会拉动连接绳306的一端移动，使得连接绳306的另外一端拉动刷条307滑动，滑动的刷条307会带动两侧的限制滑块322分别在两个限制滑槽321中滑动，进而限制了刷条307的滑动方向，持续滑动的刷条307会带动两个导向杆323移动，使得移动的导向杆323在活动架308上滑动并带动限制板324移动，而移动的限制板324则会拉伸辅助弹簧325，当滑动板304朝着远离从动皮带轮301的方向移动时会使得连接绳306变得松散，此时处于拉伸状态的辅助弹簧325会收缩并拉动限制板324移动复位，复位的限制板324会带动导向杆323移动复位，使得复位的导向杆323推动刷条307移动复位，同时复位的刷条307会拉动连接绳306使其重新恢复紧绷状态，进而在滑动板304的往复移动下能够使刷条307实现往复移动的效果，而往复移动的刷条307则会对监测装置1与监测镜头15的前方进行清扫。

清扫完成后，驱动气缸312使活动架308复位，挡板318不再堵塞流通槽202的管路并将输送孔327堵住，使水压恢复正常水能够正常流通散热，驱动锥形齿轮503与从动锥形齿轮511不再啮合，此时，出风口407吹风到监测镜头15与监测装置1的前方，对清洁的部位快速风干以便尽快投入使用。

综上所述，通过喷头315对监测镜头15进行冲洗，使监测镜头15灰尘、煤尘和杂质软化，避免了干刷对摄像镜头的磨损，从而延长摄像镜头的寿命，通过喷头315和刷条307对监测镜头15进行冲洗和清扫的配合，能有效保证监测镜头15清洁度，从而保持图像质量，提高监测安全性，通过出风口407吹风的在监测镜头15前产生的一个风墙，可以快速地去除清洁后监测镜头15表面的水分，避免水分渗入监测镜头15的内部，导致电路板等部件出现故障，以便尽快投入使用。

实施例四

如图1所示，一种AI视觉矿用固定监测机器人的监测方法，包括以下步骤；

S1、将监测装置1通过安装架16安装在矿场的采矿区域或巷道或井口或运输道路监测区域内；

S2、通过视频监测模块11中的视频采集单元111对监测区域内的数据进行图像数据采集；

S3、通过红外监测单元112对监测区域内的温度数据进行采集；

S4、通过气体监测单元113对监测区域内的气体数据进行采集；

S5、通过信息处理模块12中的信息处理单元121将监测的数据进行图像处理；

S6、将信息处理单元121处理后的数据通过信息传输单元122传输给终端显示模块14进行显示；

S7、通过储存单元123将信息处理单元121处理后的信息储存，以供后续查看；

S8、被监测区域内的气体、温度监测数据以及检测图像等存在异常，则通过报警模块13进行报警通知。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种AI视觉矿用固定监测机器人，包括监测装置，其特征在于：所述监测装置的上方设置有散热机构，所述散热机构的上方设置有清理机构，所述监测装置的下方设置有降温机构和切换组件，所述监测装置上设有监测镜头与安装架；

所述监测装置包括视频监测模块、信息处理模块、报警模块和终端显示模块，所述视频监测模块包括视频采集单元、红外监测单元和气体监测单元，其中所述视频采集单元用于对矿场监测区域内的数据进行图像数据采集，所述红外监测单元用于对矿场监测区域内的温度信息进行采集，所述气体监测单元用于对矿场监测区域内的气体信息进行采集，所述信息处理模块包括信息处理单元、信息传输单元和储存单元，其中所述信息处理单元用于将视频监测模块监测到的矿场数据进行处理，所述信息传输单元用于将信息处理单元处理后的数据进行传输，所述储存单元用于将信息处理单元处理后的信息储存，所述报警模块用于对信息处理单元处理后的异常数据进行报警，所述终端显示模块用于将信息传输单元传输的图像数据信息进行显示；

所述切换组件包括安装盒，所述安装盒固定连接在连接板的底部，所述安装盒的内部固定有电机，所述电机的输出端固定有驱动转轴，所述驱动转轴的外壁固定有驱动锥形齿轮，所述安装盒的内部固定有密封滑套；所述密封滑套的上方设置有第一限位块，所述密封滑套内密封滑动连接有滑动转套，所述滑动转套的底部设置有第二限位块，所述第一限位块与第二限位块之间连接有第一弹簧，所述滑动转套的上方开设有转动槽，所述转动槽内转动连接有转杆，所述转杆靠近所述电机的一端固定有从动锥形齿轮，所述转杆远离所述电机的一端延伸至安装盒外侧且固定有驱动皮带轮，所述密封滑套下方开设有第二出水孔，所述第二出水孔通过连接管与第一出水孔连通，所述安装盒远离所述监测镜头的一侧开设有滑动槽，所述转杆与滑动槽滑动连接；

所述散热机构包括圆形的导热板，所述导热板固定在监测装置的上方，所述导热板的上方固定连接有连接板，所述连接板的内壁开设有流通槽，所述连接板的两侧分别开设有第一进水孔与第一回流孔，所述连接板的下方靠近第一进水孔的一侧开设有第一出水孔，所述第一进水孔、第一回流孔和第一出水孔均与流通槽连通；

所述安装盒的内部固定有散热片，所述安装盒的内部在所述散热片的下方设置有水箱，所述水箱与第一进水孔相对应的一侧开设有第二进水孔，所述水箱与第一回流孔相对应的一侧开设有第二回流孔，所述第二进水孔通过进水管与第一进水孔连通，所述第二回流孔通过回流管与第一回流孔连通，所述第二进水孔与所述第二回流孔内分别设置有第一单向阀与第二单向阀，所述水箱内部密封滑动连接有活塞板，所述活塞板靠近所述电机的一侧固定有活塞杆，所述活塞杆延伸至水箱外侧固定有限位板，所述活塞杆与水箱滑动连接，所述水箱与限位板之间连接有第二弹簧，所述驱动转轴的外壁在驱动锥形齿轮的下方固定有偏心轮；

所述清理机构包括安装板，所述安装板固定在连接板上方，所述安装板的一侧设置有从动皮带轮，所述从动皮带轮的一侧固定连接有往复丝杆，所述往复丝杆与安装板转动连接，所述往复丝杆的一端转动连接有第三限位块，所述第三限位块固定连接在连接板的上方，所述往复丝杆螺纹连接有滑动板，所述滑动板滑动连接在安装板的内壁，所述滑动板上方固定连接有支撑板，所述支撑板的靠近所述监测镜头的一侧固定连接有两个连接绳，两个所述连接绳的另外一端固定连接有同一个刷条，所述安装板靠近所述监测镜头的一侧转动连接有活动架，所述刷条与活动架的内壁滑动连接，所述安装板的内壁靠近所述监测镜头的一侧转动连接有支撑轴，两个所述连接绳均与支撑轴相接触，所述活动架的两侧均转动连接有连杆，两个所述连杆的另一端均转动连接有固定板，两个所述固定板分别滑动连接在监测装置的两侧，所述支撑轴的外壁固定连接有推杆，所述推杆与挡块相对应，所述驱动皮带轮与所述从动皮带轮通过弹性皮带连接。

2.根据权利要求1所述的AI视觉矿用固定监测机器人，其特征在于：所述监测装置的两侧均固定连接有气缸，两个所述气缸的输出端分别与两个固定板固定连接，所述连接板靠近所述监测镜头的一侧固定连接有两个安装杆，两个所述安装杆上固定连接有同一个喷管，所述喷管上固定连通有多个喷头，多个所述喷头均朝向监测镜头，喷管上固定连接有输送管，所述输送管的另外一端与连接板固定连接，所述连接板上滑动连接有滑动杆，所述滑动杆的两端分别固定连接有挡板与挡块。

3.根据权利要求1所述的AI视觉矿用固定监测机器人，其特征在于：所述降温机构包括扇叶盒，所述扇叶盒固定连接在安装盒的内部并与散热片固定连接，所述扇叶盒上开设有两个安装孔，两个所述安装孔内均固定连接有支撑架，两个所述支撑架均转动连接有扇叶转轴，两个所述扇叶转轴的一端均固定连接有扇叶，两个所述扇叶转轴的另一端均固定有从动齿轮，所述驱动转轴的外壁在驱动锥形齿轮的上方固定有驱动齿轮，两个所述从动齿轮均与所述驱动齿轮啮合，所述扇叶盒的一侧与散热片相连通，所述散热片的另一侧固定连接有出风口，所述扇叶盒与所述出风口相连通，所述安装盒两侧均开设有换气孔。

4.根据权利要求1所述的AI视觉矿用固定监测机器人，其特征在于：所述活动架的内壁两侧均开设有限制滑槽，两个所述限制滑槽内均滑动连接有限制滑块，两个所述限制滑块分别固定连接在刷条的两侧，所述刷条上固定连接有两个导向杆，两个所述导向杆均与活动架滑动连接，两个所述导向杆的一端均固定连接有限制板，所述导向杆外壁滑动套接有辅助弹簧，所述辅助弹簧的一端与活动架固定连接，所述辅助弹簧的另外一端与所述限制板固定连接。

5.根据权利要求1所述的AI视觉矿用固定监测机器人，其特征在于：所述滑动板上开设有螺纹孔，所述往复丝杆螺纹连接在螺纹孔内，所述安装板靠近所述监测镜头的一侧开设有翻转槽，所述翻转槽内转动连接有固定轴，所述固定轴与活动架固定连接，所述支撑轴与固定轴固定连接，所述安装板的上方固定有防尘盖。

6.根据权利要求2所述的AI视觉矿用固定监测机器人，其特征在于：所述滑动杆的外壁滑动套接有限制弹簧，所述限制弹簧的一端与连接板固定连接，所述限制弹簧的另外一端与挡块固定连接，所述连接板靠近所述监测镜头的一侧开设有限位滑槽与输送孔，所述输送孔与流通槽相连通，所述输送孔与输送管相连通，所述滑动杆滑动连接在所述限位滑槽内。

7.一种AI视觉矿用固定监测机器人的监测方法，采用权利要求1所述的AI视觉矿用固定监测机器人，其特征在于，包括以下步骤；

S1、将监测装置通过安装架安装在矿场的采矿区域或巷道或井口或运输道路监测区域内；

S2、通过视频监测模块中的视频采集单元对监测区域内的数据进行图像数据采集；

S3、通过红外监测单元对监测区域内的温度数据进行采集；

S4、通过气体监测单元对监测区域内的气体数据进行采集；

S5、通过信息处理模块中的信息处理单元将监测的数据进行图像处理；

S6、将信息处理单元处理后的数据通过信息传输单元传输给终端显示模块进行显示；

S7、通过储存单元将信息处理单元处理后的信息储存，以供后续查看；

S8、被监测区域内的气体、温度监测数据存在异常，通过报警模块进行报警通知。