CN203241821U - 一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人。它包括机器人本体、车轮、履带、超声波模块、瓦斯传感器、控制器、声光报警器、通信模块。单片机发出信号驱动电机带动车轮和履带转动。超声波模块对前方障碍物进行实时检测并向单片机发送有无障碍信号。瓦斯传感器实时检测瓦斯浓度并由A/D转换器将数字信号发送至单片机分析。瓦斯浓度超过设定的极限值，单片机向声光报警器发送报警信号，声光报警器发出声光警报，同时单片机控制通信系统向各部门发送瓦斯浓度危险信号，提示相关部门及时采取措施。本实用新型的优点是：自动化程度高、检测范围广、24小时巡回检测、报警方式全面、检测可靠性高、实用价值好。

Description

一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及一种履带式机器人，特别是一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人。属于机器人领域。 

背景技术

目前，煤矿中瓦斯检测方式主要有两种：一种是人工携带瓦斯检测仪进行瓦斯检测，另一种是瓦斯监测系统。由于煤矿内巷道长且多，因此采用人工携带瓦斯监测仪进行检测容易发生遗漏，而且耗时长，一旦巷道内瓦斯浓度超标，检测人员容易发生危险。而瓦斯监测系统通常只在井下的部分关键位置安装，无法实现全面、系统化的瓦斯检测，且由于井下环境恶劣、煤泥煤灰扬尘大，因此瓦斯传感器通常在使用一段时间后灵敏度大大降低，从而降低了瓦斯检测的准确性和可靠性，增大了井下瓦斯危险发生的可能性。由此可以看出目前的煤矿瓦斯检测方式存在一定的缺点，无法满足煤矿安全性、自动化程度不断提高的要求。因此，必须设计一种新型的检测准确性、可靠性较高的瓦斯巡检机器人，实现煤矿瓦斯的实时自动检测。 

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述技术的不足，提供一种高效、全面、实时的履带式煤矿瓦斯巡检机器人。 

为了达到上述目的，本实用新型的构思是： 

该机器人采用履带结构的运动方式，在机器人上安装瓦斯传感器，检测到某个瓦斯浓度高于设定危险值的区域时，机器人进行声光报警，并通过通信系统将危险信息传递给煤矿工作部门，以及时采取紧急措施。 

根据上述构思，本实用新型采用下述技术方案来实现： 

一种矿用履带式瓦斯巡检机器人，其特征在于：包括机器人本体、车轮、履带、超声波模块、通信模块、瓦斯传感器、控制箱、声光报警器；所述机器人本体左右两侧各安装5个车轮，车轮与机器人本体内的电机连接，由电机驱动车轮转动；履带安装于车轮上，由车轮带动履带转动。 

所述超声波模块安装于机器人本体的前方，对机器人前方的障碍物进行实时检测。 

所述瓦斯传感器安装于机器人本体的前端，对煤矿巷道中的瓦斯浓度进行实时检测。 

所述控制箱用螺栓固定于机器人本体的顶部；控制箱由A/D转换器、单片机、电机控制模块、电源组成。 

所述声光报警器固定于控制箱的顶部，瓦斯浓度超标时，声光报警器发出报警声音和灯光闪烁提示。 

所述通信模块安装于机器人本体的上部，采用无线通信系统，瓦斯浓度超标时由单片机控制通信模块向煤矿各部门发出报警信号。 

与现有技术相比较，本实用新型具有如下突出优点：自动化程度高、检测范围广、24小时巡回检测、报警方式全面、检测可靠性高、实用价值好。 

附图说明

图1是本实用新型的机器人总体结构示意图。 

图2是图1中电路控制系统结构示意图。 

图1中1是机器人本体、2是控制器、3是声光报警器、4是车轮、5是履带、6是超声波模块、7是通信模块、8是瓦斯传感器。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。 

实施例： 

一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其结构示意图如图1所示。所述履带式煤矿瓦斯机器人由机器人本体1、车轮4、履带5、超声波模块6、通信模块7、瓦斯传感器8、控制箱2、声光报警器3组成。机器人本体1左右两侧各安装5个车轮4，车轮4与机器人本体内电机固定连接，由电机驱动车轮4转动；履带5安装于车轮4上，由车轮4带动履带5转动、超声波模块6安装于机器人本体1的前方；通信模块7安装于机器人本体1的上部；瓦斯传感器8安装于机器人本体1的上部；控制箱2用螺栓固定于机器人本体1的顶部，控制箱2由A/D转换器9、单片机11、电机控制模块12、电源13组成；声光报警器3固定于控制箱2的顶部。 

工作时，履带式煤矿瓦斯巡检机器人的运动由单片机11进行实时控制，控制系统框图如图2所示。单片机11发送信号至电机控制模块12，电机旋转驱动车轮4运动，车轮4带动履带5运动前进。超声波模块6检测前方是否有障碍物，无障碍物时超声波模块6向单片机11发送无障碍信号，机器人正常前行；有障碍物时，超声波模块6向单片机11发出有障碍信号，单片机11进行判断并控制单侧电机减速，机器人转弯绕过障碍后，超声波模块6向单 片机11发出无障碍信号，两侧电机速度恢复一致，机器人继续前进。机器人前行过程中遇障碍减速绕弯2分钟后超声波模块6仍没有发出无障碍信号，此时单片机11发出信号控制控制单侧电机减速转弯，机器人沿路返回。机器人在煤矿中巷道内循环往复运动，完成自动巡回检测。 

工作时，履带式煤矿瓦斯巡检机器人的瓦斯检测由单片机11进行实时分析，控制系统框图如图2所示。瓦斯传感器8采集空气中的瓦斯浓度，并将瓦斯浓度传送至A/D转换器9，A/D转换器9将瓦斯传感器8采集的瓦斯浓度模拟信号转化成数字信号，送入单片机11，单片机11对瓦斯浓度数字信号进行分析计算，将计算得到的瓦斯气体浓度值设定的瓦斯浓度极限值比较，计算得出的瓦斯浓度值低于设定的极限值，单片机11对该浓度值忽略并重新接收下一信号；计算得出的瓦斯浓度值高于设定的极限值，单片机11向声光报警器3发出信号，声光报警器3进行声音报警和灯光闪烁提示，同时单片机11向通信模块7发出信号，通信模块7向煤矿各部门发出瓦斯浓度危险信号，提醒相关人员采取紧急措施，并进行大范围广播报警10。 

Claims (6)

1.一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其特征在于：包括机器人本体(1)、车轮(4)、履带(5)、超声波模块(6)、通信模块(7)、瓦斯传感器(8)、控制箱(2)、声光报警器(3)；所述履带式煤矿瓦斯巡检机器人本体(1)左右两侧各安装5个车轮(4)，车轮(4)与机器人本体(1)内的电机固定连接，由电机驱动车轮(4)转动；履带(5)安装于车轮(4)上，由车轮(4)带动履带(5)转动。 

2.根据权利要求1所述的履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其特征是超声波模块(6)安装于机器人本体(1)的前方。 

3.根据权利要求1所述的履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其特征是通信模块(7)安装于机器人本体(1)的上部，通信模块(7)采用无线通信系统。 

4.根据权利要求1所述的履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其特征是瓦斯传感器(8)安装于机器人本体(1)上部。 

5.根据权利要求1所述的履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其特征是控制箱(2)用螺栓固定于机器人本体(1)顶部；控制箱(2)由A/D转换器(9)、单片机(11)、电机控制模块(12)、电源(13)组成。 

6.根据权利要求1所述的履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其特征是声光报警器(3)固定于控制箱(2)顶部。 

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