CN117718941A - 一种输煤皮带轨道巡检机器人及巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输煤皮带轨道巡检机器人及巡检方法，所述巡检机器人包括机器人主体，设置在机器人主体内部的驱动装置和轨道清扫装置，设置在机器人主体下部的控制平台、图像采集装置和红外热像仪；所述驱动装置和轨道清扫装置分别固定在机器人主体内的前后侧，所述驱动装置带动机器人主体在轨道上前后移动实现巡检功能；所述图像采集装置和红外热像仪用于对输煤皮带进行视频监控和识别，并将结果发送至控制平台中，由控制平台中下发控制命令。本发明通过控制平台实现机器人位置的精确测量、控制和实时监控，当出现问题时，巡检机器人实现自动启停，报警并通知后台管理员进行修整，提高生产效率，降低生产过程中的不必要损失。

Description

一种输煤皮带轨道巡检机器人及巡检方法

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种输煤皮带轨道巡检机器人及巡检方法。

背景技术

电力行业属国民经济的基础产业，其发展水平直接关系国计民生。输煤皮带在煤炭生产、火力发电、钢铁制造及其他工业生产中有着广泛的应用，相对于其他运输设备，输煤皮带具有结构简单、稳定性高、运输量大、维护方便等优点，是工业生产过程中的重要设备。其中，火力发电厂输煤系统区域运行管理是一项复杂的系统性问题，随着输煤皮带传输距离的加长，传输容量的增大和传输速度的提高，输煤皮带在运行过程中存在的跑偏、堆料、撒料、撕裂、打滑、轴承异常、异物掉落、输煤设备故障、局部区域温度过高等问题日益凸显，稍有疏忽，潜在的隐患就会转换为安全事故，影响电力企业的生产安全。

火力发电厂大量的煤堆放在室内外仓库，但煤炭是易燃物品，煤炭在经过长时间的运输及存储之后，由于水分的挥发、压实程度的变化等因素影响变得更加危险。自燃可能发生在任何堆煤或输煤的地方，在输煤传送带系统上发生的概率更高。煤炭与空气中的氧气发生氧化，引起温度升高，如果没有监测系统在其上升到400摄氏度时无法察觉，则极易引发火灾。这样不仅对工作人员安全造成威胁，还可能对运行皮带造成损坏，甚至造成更大面积的损失，发电完全中断等。在这些预氧化过程中，还会产生大量的甲烷和一氧化碳气体，这些有毒气体让灭火变得更加艰难。

现有技术CN114367997A公开了一种皮带间智能巡检机器人，其承载平台上安装有承重机构和驱动机构，还包括感知设备俯仰角度调整机构和清扫机构，对驱动机构的主动轮驱动单元和张紧轮张紧单元也提出了新的结构方案。本发明结构简洁，性能可靠，空间利用率高，提高了对应用场景中轨道坡度一致性和平稳性的冗余度，也足以应对现场环境灰尘量较大的应用场景。但该现有技术的驱动机构仍然较为复杂，且清扫功能存在死角的缺陷；

现有技术CN117021139A公开了一种挂轨式输煤巡检机器人，包括机器人组件、清理组件、粉碎组件、调节导向组件和轨道，所述清理组件、粉碎组件和调节导向组件均设置于机器人组件的上方，所述清理组件包括打磨刷、旋转清洁刷和清洁电机，所述打磨刷包括刷体外壳，所述刷体外壳上设置有滑杆，通过清理组件和粉碎组件之间相互配合，针对不同的情况对轨道上的煤灰或煤渣进行清理，从而保证机器人组件正常运行，但该现有技术装置较为复杂，清扫装置不能实现不同角度的调节；

现有技术CN217669431U公开一种输煤廊道挂轨式智能巡检机器人，包括吊挂轨道、吊挂在吊挂轨道上的挂轨驱动模块及连接在挂轨驱动模块下方的智能主体模块和云台模块，挂轨驱动模块包括供智能主体模块和云台模块安装连接的挂架和设置在挂架上的挂轨驱动机构，挂轨驱动机构为沿吊挂轨道行进方向前后间隔开设置的至少两组，各组挂轨驱动机构分别可转动的安装连接在挂架上，并且各组挂轨驱动机构具有独立驱动结构吊挂在吊挂轨道上，但该现有技术装置较为复杂，还缺少清扫功能；

现有技术DE202023103646U1公开了一种巡检机器人，但该现有技术的功能较为单一；

现有技术US2021031359A1公开了一种巡检机器人，但该现有技术的功能较为单一，且装置结构较为复杂；

现有技术公开了WO2022011781A1公开了一种巡检机器人，但该现有技术的功能较为单一，且装置结构较为复杂；

近年来，各大发电集团先后对占火电厂70％以上成本的燃料业务进行了全面深入的信息化、自动化、智能化建设并取得了良好的使用效果。但是，输煤栈桥的巡检工作作为燃料输送线业务的重要部分，劳动任务繁重，条件环境恶劣，目前仍然采用传统的人工作业方式，存在效率低，及时性、安全性差，可靠性、稳定性弱，误报、漏报现象时有发生，视频监视大量盲区，无法及时快速追踪现场情况等诸多问题。且落煤区粉尘量极高，对相关设备影响大，经常出现报警情况。

发明内容

综上，目前现有技术存在装置较为复杂，清扫存在死角的技术问题。而申请人经过研究，拟在上述现有技术的基础上，采用对称布置行走轮，但采用一个驱动轮驱动的方式，来简化驱动装置的结构，从而降低成本，并利用轴向偏转的方式从而实现清扫功能的改进。

为此，本发明提供了一种输煤皮带轨道巡检机器人，其改进之处在于，所述巡检机器人包括机器人主体100，设置在机器人主体100内部的驱动装置200和轨道清扫装置300，设置在机器人主体100下部的控制平台500、图像采集装置400和红外热像仪600；

所述驱动装置200和轨道清扫装置300分别固定在机器人主体100内的前后侧，所述驱动装置200带动机器人主体100在轨道700上前后移动实现巡检功能；

所述图像采集装置400和红外热像仪600用于对输煤皮带进行视频监控和识别，并将结果发送至控制平台500中，由控制平台500下发控制命令。

进一步地，所述驱动装置200包括行走驱动电机1、电机架2、第一弹性垫3、第二弹性垫4、输出轴5、小皮带轮6、皮带7、大皮带轮8、蜗杆9、蜗轮10、行走轮11和支架12；所述行走驱动电机1通过电机架2连接在机壳的内壁，电机架2与机壳内壁之间设置第一弹性垫3，驱动电机1与电机架2之间设置第二弹性垫4；第一弹性垫3和第二弹性垫4均用于隔振；所述行走驱动电机1的输出轴5与小皮带轮6同轴连接，带动小皮带轮6转动，小皮带轮6通过皮带7带动大皮带轮8转动；所述大皮带轮8与蜗杆9同轴连接，蜗杆9与蜗轮10啮合连接，所述行走轮11与蜗轮10同轴连接。

进一步地，所述蜗杆9和蜗轮10均通过轴承架设在支架12内，所述支架12固定在机壳内壁通过蜗轮蜗杆啮合传动。

进一步地，所述轨道清扫装置300包括第一毛刷盘21、第二毛刷盘22、轨道清扫部机壳23、第一上凹槽24、第一连接块25、第一侧凹槽26、第二连接块27、螺纹孔28、螺杆29、旋转旋钮30、第二上凹槽31、第三连接块32、第四连接块33、腰型孔34、固定螺钉35、连接臂36、枢轴37、第二侧凹槽38、第三侧凹槽39和弹簧40；所述第一毛刷盘和第二毛刷盘上分别套装有毛刷轮(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)。

所述第一毛刷盘21和第二毛刷盘22探出轨道清扫部机壳23，并且第一毛刷盘21和第二毛刷盘22分别位于轨道的两侧；

所述第一毛刷盘21的转轴位于轨道清扫部机壳23内的下端放置在第一上凹槽24内，第一连接块25的上表面设置第一上凹槽24，第一毛刷盘21的转轴的下端在第一上凹槽24内可以绕其轴线自由转动；所述第一连接块25上设有竖直方向的通孔，通过通孔第一连接块25与滑轨41形成滑动连接；所述第一连接块25的第一侧立面设置第一侧凹槽26，第一侧凹槽26内设置第二连接块27，第二连接块27上还设置有螺纹孔28，螺纹孔28的轴线与第一毛刷盘21的转轴平行；所述第二连接块27通过螺纹孔28与螺杆29连接，螺杆29向上伸出轨道清扫部机壳23的一端连接旋钮30，通过旋转旋钮30实现调整第一毛刷盘21的高度；

所述滑轨41的上下端连接在轨道清扫部机壳23的内壁上，螺杆29穿设于轨道清扫部机壳23；

所述第二毛刷盘22的转轴位于轨道清扫部机壳23内的下端放置在第二上凹槽31内，第三连接块32的上表面设置第二上凹槽31，第三连接块32的下端与第四连接块33连接；在第四连接块上设置长度方向竖直的腰型孔34，固定螺钉35穿设于腰型孔34，通过改变固定螺钉35的紧固位置调整第三连接块32相对于第四连接块33在竖直方向上的位置；

所述第一连接块25的第二侧立面向外延伸出连接臂36，第四连接块33通过枢轴37与连接臂36连接，所述第四连接块33可绕枢轴37转动，允许其与第一连接块25之间的夹角可变。

进一步地，所述第一连接块25的第二侧立面上设置第二侧凹槽38，在第四连接块33的侧立面设置第三侧凹槽39，设置弹簧40、一端位于第二侧凹槽38内、另一端位于第三侧凹槽39内，所述弹簧40承受第四连接块33的压力处于压缩状态，其恢复力推动第二毛刷盘22向轨道靠拢，保证清扫效果。

进一步地，所述轨道700包括上凸起部和下凸起部，中间形成有轨道槽，巡检机器人机器人主体100悬挂在左右两侧的轨道槽中。

进一步地，所述小皮带轮6的直径小于大皮带轮8，实现第一级减速；所述蜗杆9的直径小于与蜗轮10的直径实现第二级减速，同时蜗轮1的转轴与蜗杆9的轴线垂直并交错，实现转动方向的垂直转向。

本发明还提供一种输煤皮带轨道巡检方法，其改进之处在于，所述方法包括

(1)巡检机器人控制平台对图像采集装置和红外热像仪进行初始化；

(2)巡检机器人控制平台发送采集数据请求信号；

(3)图像采集装置和红外热像仪进行数据采集并将采集数据实时发送至控制平台；

(4)控制平台将采集数据与预设阈值进行比对，根据比对结果控制输煤皮带的启停。

进一步地，所述巡检机器人控制平台同步将比对结果同步至后台控制中心，后台控制中心根据实际情况向管理员推送异常信息。

进一步地，所述方法还包括控制平台对巡检机器人位置进行精确测量和控制，检测巡检机器人实际滚动的距离，计算巡检机器人所在的位置，并将信息及时反馈至后台控制中心。

有益效果：

本发明提供的巡检机器人能够实现在轨道上的前后移动，且巡检机器人的配制有轨道清扫装置，能够实时清扫轨道，避免环境内的粉尘烟尘存留在轨道上，影响巡检机器人的正常行进，且能够避免轨道上的烟尘掉落在后方的驱动装置上。通过控制平台能够实现机器人位置的精确测量、控制和实时监控，当出现问题时，巡检机器人实现自动启停，报警并通知后台管理员进行修整，提高生产效率，降低生产过程中的不必要损失。

本发明巡检机器人可实时检测参数，可检测出输煤栈桥区域温度过高、输煤皮带底部煤粉过量堆积、异物掉落、输煤设备异常等故障，提高了输煤皮带运行的安全性。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。

附图说明

图1为根据本发明的一种输煤皮带轨道巡检机器人结构图；

图2为根据本发明的一种输煤皮带轨道巡检机器人驱动装置结构图视图1；

图3为根据本发明的一种输煤皮带轨道巡检机器人驱动装置结构图视图2；

图4为根据本发明的一种输煤皮带轨道巡检机器人轨道清扫装置结构图视图1；

图5为根据本发明的一种输煤皮带轨道巡检机器人轨道清扫装置结构图视图2；

图中，100-机器人主体、200-驱动装置、300-轨道清扫装置、400-图像采集装置、500-控制平台、600-红外热像仪、700-轨道、1-行走驱动电机、2-电机架、3-第一弹性垫、4-第二弹性垫、5-输出轴、6-小皮带轮、7-皮带、8-大皮带轮、9-蜗杆、10-蜗轮、11-行走轮、12-支架、21-第一毛刷盘、22-第二毛刷盘、23-轨道清扫部机壳、24-第一上凹槽、25-第一连接块、26-第一侧凹槽、27-第二连接块、28-螺纹孔、29-螺杆、30-旋转旋钮、31-第二上凹槽、32-第三连接块、33-第四连接块、34-腰型孔、35-固定螺钉、36-连接臂、37-枢轴、38-第二侧凹槽、39-第三侧凹槽、40-弹簧。

应当理解的是，附图不必按比例绘制，呈现了说明本公开的基本原理的各种特征稍微简化的表示。包括例如特定尺寸、定向、位置和形状的如本文中公开的本发明的特定设计特征将部分地由特别预定的应用和使用环境来确定。

在图中，贯穿附图的几个图，附图标记是指本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各种实施方式，其实施例在附图中说明并在下面描述。尽管将连同本发明的示例性实施方式来描述本发明，但应当理解的是，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅仅覆盖本发明的示例性实施方式，还旨在覆盖各种替代物、修饰物、等同物和其他实施方式，其可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。

以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。本发明的示例性实施方式中描述的特定结构和功能仅仅是出于说明性的目的。根据本发明的构思的实施方式可以以各种形式实施，并且应当理解的是，它们不应当被解释为受示例性实施方式中描述的示例性实施方式的限制，但包括本发明的精神和范围中包括的全部修饰物、等同物或替代物。

贯穿说明书，本文所使用的专业术语是仅是为了描述各种示例性实施方式，且并不旨在于限制。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“具有”等，当在示例性实施方式中使用时，特指所陈述的部件、步骤、操作或元件的存在，但不排除其一个或多个其他部件、步骤、操作或元件的存在或添加。

如图1所示，本发明提供了一种输煤皮带轨道巡检机器人，所述巡检机器人包括机器人主体100、设置在机器人主体100内部的驱动装置200和轨道清扫装置300、设置在机器人主体100下部的控制平台500、图像采集装置400和红外热像仪600；

所述驱动装置200和轨道清扫装置300分别固定在机器人主体100的前后侧；

本发明巡检机器人悬挂在H型轨道700上，该轨道700通常可以包含轨道吊架组件、轨道本体等部分，巡检机器人挂载在轨道700上行走。轨道700优选采用H型高强度铝合金型材，表面经阳极氧化处理，具备高抗腐蚀和较强的耐磨损性能。图1中示出了轨道700的具体结构。该H型轨道700包括上凸起部和下凸起部，中间形成有轨道槽，巡检机器人的机器人主体100悬挂在左右两侧的轨道槽中。

上述技术方案中，轨道清扫装置300用于对轨道700上的灰尘进行清扫，避免灰尘对巡检机器人造成影响，同时避免灰尘掉落在驱动装置200上对其内部装备造成损坏。

上述技术方案中，如图2～3所示，驱动装置200包括行走驱动电机1、电机架2、第一弹性垫3、第二弹性垫4、输出轴5、小皮带轮6、皮带7、大皮带轮8、蜗杆9、蜗轮10、行走轮11和支架12；其中，行走驱动电机1通过电机架2连接在机壳的内壁，电机架2与机壳内壁之间设置第一弹性垫3，驱动电机1与电机架2之间设置第二弹性垫4；第一弹性垫3和第二弹性垫4均用于隔振；

行走驱动电机1的输出轴5与小皮带轮6同轴连接，带动小皮带轮6转动，小皮带轮6通过皮带7带动大皮带轮8转动，小皮带轮6的直径小于大皮带轮8，实现第一级减速；

大皮带轮8与蜗杆9同轴连接，蜗杆9与蜗轮10啮合连接，蜗杆9的直径小于与蜗轮10的直径实现第二级减速，同时蜗轮1的转轴与蜗杆9的轴线垂直并交错，实现转动方向的垂直转向；

行走轮11与蜗轮10同轴连接；

通过蜗轮蜗杆啮合传动实现在尽量小的空间内速度方向和大小的转化。同时行走驱动电机1位于传动结构的下方，降低机器人的重心，行驶更加平稳。

其中，蜗杆9和蜗轮10均通过轴承架设在支架12内，支架12固定在机壳内壁。

本领域技术人员可以明了，本申请中的行走轮为偶数个，对称设置在轨道两侧，其中一个行走轮被驱动装置所驱动(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)。

上述技术方案中，如图4～5所示，轨道清扫装置300包括第一毛刷盘21、第二毛刷盘22、轨道清扫部机壳23、第一上凹槽24、第一连接块25、第一侧凹槽26、第二连接块27、螺纹孔28、螺杆29、旋转旋钮30、第二上凹槽31、第三连接块32、第四连接块33、腰型孔34、固定螺钉35、连接臂36、枢轴37、第二侧凹槽38、第三侧凹槽39和弹簧40，所述第一毛刷盘和第二毛刷盘上分别套装有毛刷轮(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)。

其中，第一毛刷盘21、第二毛刷盘22位置可调整的，不但上下可以调整，还可以摆动，从而保证了清扫效果；

其中，第一毛刷盘21和第二毛刷盘22探出轨道清扫部机壳23，并且第一毛刷盘21和第二毛刷盘22分别位于轨道的两侧；

第一毛刷盘21的转轴位于轨道清扫部机壳23内的下端放置在第一上凹槽24内，第一连接块25的上表面设置第一上凹槽24，第一毛刷盘21的转轴的下端在第一上凹槽24内可以绕其轴线自由转动；第一连接块25上设有竖直方向的通孔，通过通孔第一连接块25与滑轨41形成滑动连接；第一连接块25的第一侧立面设置第一侧凹槽26，第一侧凹槽26内设置第二连接块27，第二连接块27上还设置有螺纹孔28，螺纹孔28的轴线与第一毛刷盘21的转轴平行；第二连接块27通过螺纹孔28与螺杆29连接，螺杆29向上伸出轨道清扫部机壳23的一端连接旋钮30，通过旋转旋钮30实现调整第一毛刷盘21的高度；

滑轨41的上下端连接在轨道清扫部机壳23的内壁上，螺杆29穿设于轨道清扫部机壳23；

第二毛刷盘22的转轴位于轨道清扫部机壳23内的下端放置在第二上凹槽31内，第三连接块32的上表面设置第二上凹槽31，第三连接块32的下端与第四连接块33连接；在第四连接块上设置长度方向竖直的腰型孔34，固定螺钉35穿设于腰型孔34，通过改变固定螺钉35的紧固位置调整第三连接块32相对于第四连接块33在竖直方向上的位置；

通过以上结构实现第一毛刷盘21和第二毛刷盘22探出轨道清扫部机壳23的高度可调，从而适应不同规格的轨道；

第一连接块25的第二侧立面向外延伸出连接臂36，第四连接块33通过枢轴37与连接臂36连接，因此第四连接块33可绕枢轴37转动，从而允许其与第一连接块25之间的夹角可变。

与直线轨道相比，输煤皮带上方的轨道在转弯等位置处，壁厚或侧壁的角度会有变化，通过上述结构实现第二毛刷盘22的倾斜角度可随轨道的壁厚或侧壁的角度变化，避免了巡检机器人行走过程中的卡顿，从而保证图像输出质量，提高巡检精度。

上述技术方案中，第一连接块25的第二侧立面上设置第二侧凹槽38，相应的，在第四连接块33的侧立面设置第三侧凹槽39，设置弹簧40、一端位于第二侧凹槽38内、另一端位于第三侧凹槽39内，弹簧40由于承受第四连接块33的压力从而处于压缩状态，其恢复力可以保证第二毛刷盘22向轨道靠拢，从而保证清扫效果。

本发明巡检机器人上设有电力系统，以及与该电力系统电连接的控制平台500，电力系统向巡检机器人中的各个系统提供电力，从而实现巡检机器人的正常运行；

上述技术方案中，控制平台500固定在机器人主体100底部，用于实现巡检机器人位置的精确测量和控制，同时还用于检测巡检机器人实际滚动的距离，从而计算巡检机器人所在的位置，并将信息及时反馈后台控制中心；

在巡检机器人行进的过程中，控制平台500随着巡检机器人的行进而发生转动，控制平台500能够记录巡检机器人实际滚动的距离，从而计算出巡检机器人的行进路程。

上述技术方案中，巡检机器人通常处于输煤环境中，会有大量的煤灰、粉尘等污染物，不仅会积存到轨道700上，由于工作状态下的巡检机器人表面会产生静电，因此会吸附大量的灰尘，由此，本发明巡检机器人的图像采集装置400和红外热像仪600的前方可以设置有灰尘清扫装置，例如雨刷器等，用于清除图像采集装置400和红外热像仪600表面的灰尘，从而保证图像采集装置400能够稳定获取高清图像，且红外热像仪600外部也不会被堵塞。

本发明基于另一目的，还提供一种输煤皮带轨道巡检方法，所述方法包括

1、巡检机器人控制平台对图像采集装置和红外热像仪进行初始化；

2、巡检机器人控制平台发送采集数据请求信号；

3、图像采集装置和红外热像仪进行数据采集并将采集数据实时发送至控制平台；

其中，图像采集装置和红外热像仪与控制平台建立码流，实时传输图像数据；

图像采集装置和红外热像仪采集输煤皮带的尾部滚筒的图像信息、输煤皮带的头部滚筒的图像信息、输煤皮带落煤后的皮带表面图像信息、以及输煤皮带指定位置的温度信息；分别提取输煤皮带的运行角度、煤流高度、输煤皮带的温度、输煤皮带底部煤粉堆积量、输煤带区域的图像数据、输煤设备的声音以及输煤皮带的皮带表面光滑度。

4、控制平台将采集数据与预设阈值进行比对，根据比对结果控制输煤皮带的启停；

图像采集装置和红外热像仪采集得到的输煤皮带的运行角度、煤流高度、输煤皮带的温度、输煤皮带底部煤粉堆积量、输煤带区域的图像数据、输煤设备的声音以及输煤皮带的皮带表面光滑度与预设阈值进行比对，根据比对结果控制输煤皮带的启停。

其中，本发明在采集大量由输煤皮带的运行角度、煤流高度、输煤皮带的温度、输煤皮带底部煤粉堆积量、输煤带区域的图像数据、输煤设备的声音以及输煤皮带的皮带表面光滑度数据构成的有标记样本的基础上，设定标准阈值，根据采集结果与预设阈值进行异常判断，实现设备异常的故障诊断功能。

上述技术方案中，所述巡检机器人控制平台同步将比对结果通过以太网同步至后台控制中心，后台控制中心根据实际情况向管理员推送异常信息。

上述技术方案中，控制平台对巡检机器人位置进行精确测量和控制，检测巡检机器人实际滚动的距离，计算巡检机器人所在的位置，并将信息及时反馈至后台控制中心；

在巡检机器人行进的过程中，控制平台随着巡检机器人的行进而发生转动，记录巡检机器人实际滚动的距离，从而计算出巡检机器人的行进路程。

上述的本申请实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本申请的实施例也可表示在数据信号处理器中执行上述方法的程序代码。本申请也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列执行的多种功能。可根据本申请配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本申请揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展表示不同的程序语言与不同的格式或形式。也可表示不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本申请执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本申请的精神与范围。

已经出于说明和描述的目的而呈现了本发明特定示例性实施方式的前述描述。并不旨在将其排除或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然地，鉴于以上教导，许多修饰和改变是可行的。选择并描述示例性实施方式以解释本发明的某些原理和它们的实际应用，以便使得本领域的其他技术人员能够制作或利用本发明各种示例性实施方式，及其各种替代物和修饰物。其目的是本发明的范围将由本发明所附的权利要求书及其等同物来定义。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人包括机器人主体(100)，设置在机器人主体(100)内部的驱动装置(200)和轨道清扫装置(300)，设置在机器人主体(100)下部的控制平台(500)、图像采集装置(400)和红外热像仪(600)；

所述驱动装置(200)和轨道清扫装置(300)分别固定在机器人主体(100)内的前后侧，所述驱动装置(200)带动机器人主体(100)在轨道(700)上前后移动实现巡检功能；

所述图像采集装置(400)和红外热像仪(600)用于对输煤皮带进行视频监控和识别，并将结果发送至控制平台(500)中，由控制平台(500)下发控制命令。

2.根据权利要求1所述的一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述驱动装置(200)包括行走驱动电机(1)、电机架(2)、第一弹性垫(3)、第二弹性垫(4)、输出轴(5)、小皮带轮(6)、皮带(7)、大皮带轮(8)、蜗杆(9)、蜗轮(10)、行走轮(11)和支架(12)；所述行走驱动电机(1)通过电机架(2)连接在机壳的内壁，电机架(2)与机壳内壁之间设置第一弹性垫(3)，驱动电机(1)与电机架(2)之间设置第二弹性垫(4)；第一弹性垫(3)和第二弹性垫(4)均用于隔振；所述行走驱动电机(1)的输出轴(5)与小皮带轮(6)同轴连接，带动小皮带轮(6)转动，小皮带轮(6)通过皮带(7)带动大皮带轮(8)转动；所述大皮带轮(8)与蜗杆(9)同轴连接，蜗杆(9)与蜗轮(10)啮合连接，所述行走轮(11)与蜗轮(10)同轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述蜗杆(9)和蜗轮(10)均通过轴承架设在支架(12)内，所述支架(12)固定在机壳内壁通过蜗轮蜗杆啮合传动。

4.根据权利要求1所述的一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述轨道清扫装置(300)包括第一毛刷盘(21)、第二毛刷盘(22)、轨道清扫部机壳(23)、第一上凹槽(24)、第一连接块(25)、第一侧凹槽(26)、第二连接块(27)、螺纹孔(28)、螺杆(29)、旋转旋钮(30)、第二上凹槽(31)、第三连接块(32)、第四连接块(33)、腰型孔(34)、固定螺钉(35)、连接臂(36)、枢轴(37)、第二侧凹槽(38)、第三侧凹槽(39)和弹簧(40)；

所述第一毛刷盘(21)和第二毛刷盘(22)探出轨道清扫部机壳(23)，并且第一毛刷盘(21)和第二毛刷盘(22)分别位于轨道的两侧；

所述第一毛刷盘(21)的转轴位于轨道清扫部机壳(23)内的下端放置在第一上凹槽(24)内，第一连接块(25)的上表面设置第一上凹槽(24)，第一毛刷盘(21)的转轴的下端在第一上凹槽(24)内可以绕其轴线自由转动；所述第一连接块(25)上设有竖直方向的通孔，通过通孔第一连接块(25)与滑轨(41)形成滑动连接；所述第一连接块(25)的第一侧立面设置第一侧凹槽(26)，第一侧凹槽(26)内设置第二连接块(27)，第二连接块(27)上还设置有螺纹孔(28)，螺纹孔(28)的轴线与第一毛刷盘(21)的转轴平行；所述第二连接块(27)通过螺纹孔(28)与螺杆(29)连接，螺杆(29)向上伸出轨道清扫部机壳(23)的一端连接旋钮(30)，通过旋转旋钮(30)实现调整第一毛刷盘(21)的高度；

所述滑轨(41)的上下端连接在轨道清扫部机壳(23)的内壁上，螺杆(29)穿设于轨道清扫部机壳(23)；

所述第二毛刷盘(22)的转轴位于轨道清扫部机壳(23)内的下端放置在第二上凹槽(31)内，第三连接块(32)的上表面设置第二上凹槽(31)，第三连接块(32)的下端与第四连接块(33)连接；在第四连接块上设置长度方向竖直的腰型孔(34)，固定螺钉(35)穿设于腰型孔(34)，通过改变固定螺钉(35)的紧固位置调整第三连接块(32)相对于第四连接块(33)在竖直方向上的位置；

所述第一连接块(25)的第二侧立面向外延伸出连接臂(36)，第四连接块(33)通过枢轴(37)与连接臂(36)连接，所述第四连接块(33)可绕枢轴(37)转动，允许其与第一连接块(25)之间的夹角可变。

5.根据权利要求1所述的一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述第一连接块(25)的第二侧立面上设置第二侧凹槽(38)，在第四连接块(33)的侧立面设置第三侧凹槽(39)，设置弹簧(40)、一端位于第二侧凹槽(38)内、另一端位于第三侧凹槽(39)内，所述弹簧(40)承受第四连接块(33)的压力处于压缩状态，其恢复力推动第二毛刷盘(22)向轨道靠拢，保证清扫效果。

6.根据权利要求1所述的一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述轨道(700)包括上凸起部和下凸起部，中间形成有轨道槽，巡检机器人机器人主体(100)悬挂在左右两侧的轨道槽中。

7.根据权利要求1所述的一种输煤皮带轨道巡检机器人，其特征在于，所述小皮带轮(6)的直径小于大皮带轮(8)，实现第一级减速；所述蜗杆(9)的直径小于蜗轮(10)的直径实现第二级减速，同时蜗轮(1)的转轴与蜗杆(9)的轴线垂直并交错，实现转动方向的垂直转向。

8.一种输煤皮带轨道巡检方法，其特征在于，所述方法包括

(1)巡检机器人控制平台对图像采集装置和红外热像仪进行初始化；

(2)巡检机器人控制平台发送采集数据请求信号；

(3)图像采集装置和红外热像仪进行数据采集并将采集数据实时发送至控制平台；

(4)控制平台将采集数据与预设阈值进行比对，根据比对结果控制输煤皮带的启停。

9.根据权利要求8所述的一种输煤皮带轨道巡检方法，其特征在于，所述巡检机器人控制平台同步将比对结果同步至后台控制中心，后台控制中心根据实际情况向管理员推送异常信息。

10.根据权利要求8所述的一种输煤皮带轨道巡检方法，其特征在于，所述方法还包括控制平台对巡检机器人位置进行精确测量和控制，检测巡检机器人实际滚动的距离，计算巡检机器人所在的位置，并将信息及时反馈至后台控制中心。