CN210850247U - 一种用于带式输送机的机器人巡检系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于带式输送机的机器人巡检系统，包括巡检机器人本体，其设置在一行走导轨上，且其具有一在所述行走导轨上移动的行走机构，所述行走导轨其安装在带式输送机上并位于带式输送机的上层托辊和下层托辊之间；至少一组充电桩或/和除尘装置，所述充电桩和除尘装置设置在行走导轨外侧，并与所述巡检机器人本体的位置对应设置；本实用新型结构设计合理，巡检机器人本体主要为扁平结构，长宽尺寸远大于高度尺寸，保障其适应带式输送机内部空间，并对带式输送机沿线自动巡检，覆盖沿线全部噪声、温度、视频等，有利于实现带式输送机无人值守运行。

Description

一种用于带式输送机的机器人巡检系统

技术领域

本实用新型涉及巡检设备技术领域，尤其涉及一种用于带式输送机的机器人巡检系统。

背景技术

带式输送机广泛应用于矿山、冶金、煤炭、电力、港口、水泥等工业生产领域，是厂内车间，不同厂区散料运输的主要方式，一般以整个输送系统存在，厂区单机十几米到数百米，数量十几条到上百条，越野带式输送机，单机几公里到十几公里长，数量一条到多条串联，其特点是部件数量多，距离长，故障诊断点众多（多达数万个托辊组，数百个滚筒，数十个驱动单位等）人工巡检效率低下，发现故障不及时，即便发现，也都是事后发现，有时微小的故障源等发现时已经造成巨大的损失了。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于带式输送机的机器人巡检系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于，包括：

巡检机器人本体，其设置在一行走导轨上，且其具有一在所述行走导轨上移动的行走机构，所述行走导轨其安装在带式输送机上并位于带式输送机的上层托辊和下层托辊之间；

至少一组充电桩或/和除尘装置，所述充电桩和除尘装置设置在行走导轨外侧，并与所述巡检机器人本体的位置对应设置。

所述巡检机器人本体整体为“几”字型结构，巡检机器人本体底面中部设有通道，且通道内设有所述行走机构。

所述巡检机器人本体顶面两侧为斜面，且其平行于所述通道分布的两侧边缘低于其中部设置。

所述充电桩采用无线结构，其具有一电能发射装置，且所述巡检机器人本体具有一与所述电能发射装置位置对应设置的电能接收装置。

还包括了定位传感器，所述定位传感器包括一一对应并用于相互感应设置的两组，其中一组安装在所述巡检机器人本体的外侧，另一组与充电桩设置在一起。

所述充电桩及与其设置在一起的定位传感器均安装固定在带式输送机的机架上。

所述除尘装置采用吹风机结构并安装固定在所述带式输送机的机架上，除尘装置的出风口朝向所述巡检机器人本体的行走位置设置。

所述行走导轨包括平行分布的至少两组。

所述行走机构包括驱动电机、至少两组与所述行走导轨对应设置的行走支架、以及转动安装在所述行走支架上的行走轮、导向轮和抱紧轮，所述驱动电机安装固定在所述巡检机器人本体上，所述行走轮、导向轮和抱紧轮分别位于所述行走导轨上侧、内侧和下侧的侧面上并与行走导轨滚动连接，且行走轮之间通过与其连接的同步轴与所述驱动电机的输出轴连接。

所述巡检机器人本体上还设有控制器及与其连接的天线装置和检测模块，所述天线装置用于无线通讯使用，所述检测模块用于获取带式输送机运行的运行参数或/和影像、以及位于巡检机器人本体移动方向上的异物。

所述检测模块包括红外成像仪、噪声传感器、摄像头、避障传感器中的至少一种；

所述红外成像仪、摄像头、避障传感器安装在巡检机器人本体的移动方向的两侧，噪声传感器安装在巡检机器人本体内部或外侧表面。

所述巡检机器人本体上还设有蓄电池组件，所述蓄电池组件设置在巡检机器人本体内部，蓄电池组件的电能输入侧与所述充电桩连接，蓄电池组件的电能输出侧分别与控制器和行走机构连接。

还包括了与所述控制器连接的指示灯模块、急停按键和电源开关；

所述指示灯模块包括但不限于运行指示灯、故障指示灯和充电指示灯。

一种巡检机器人的巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10、巡检机器人在工作时，以定速沿轨道移动，同时噪声传感器实时开启，进行噪声信号采集，当检测到某一位置、某一设备工作时的噪声大于预设值异常时，初步认定设备异常；

步骤20、初步认定设备异常后，降低运行速度，同时开启红外成像仪，检测设备部件的温度，巡检机器人往复移动，基于异常噪声和异常温升确定发送故障的零部件位置；

步骤30、确定故障零部件位置后，打开摄像头，巡检机器人移动到角度合适的位置并拍摄一段设备运行的视频及若干照片；

步骤40、将发送故障的零部件的噪声、带有温升信息的红外图片、运转视频及若干照片发送到后台服务器及监控平台通知操作人员。

还包括了位于步骤10之前的以下步骤：

步骤00、巡检机器人的首次运行需要进行虚拟设备布置地图建立，具体包括；

通过固定传感器检测带式输送机的组成设备并采集设备运行信息，设备运行信息在后台服务器上进行区分标记并在虚拟设备布置地图中对应位置的虚拟设备关联；

通过巡检机器人通过其传感设备检测带式输送机的托辊并采集设备运行信息，直接在后台服务器上进行区分标记并在虚拟设备布置地图中对应位置的虚拟设备关联。

所述后台服务器还包括了预先导入的带式输送机的组成设备主要参数信息。

所述巡检机器人与后台服务器之间通过无线网络通讯，无线网络为由有线通讯线缆及与其连接的AP组合构成并覆盖带式输送机的作业区域，或采用通信运营商提供的无线网络。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，可实现带式输送机自动视频巡检，对带式输送机沿线全部视频覆盖，通过使用自动视频巡检代替人工巡检，可降低员工工作量，有效提高了作业效率，有利于实现带式输送机无人值守运行，并且操作简单，实用性强，有较强的推广与应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为巡检机器人本体的主视结构示意图。

图2为巡检机器人本体的侧视结构示意图。

图3为巡检机器人本体的俯视结构示意图。

图4为巡检机器人本体、充电桩和除尘装置的结构示意图。

图5为巡检机器人本体的控制系统示意图。

图6为本实用新型的控制系统示意图。

图中：1巡检机器人本体、2避障传感器、3斜面、4槽体、5摄像头、6红外成像仪、7行走导轨、8抱紧轮、9行走支架、10同步轴、11天线装置、12指示灯模块、13定位传感器、14急停按键、15电源开关、16驱动电机、17电能接收装置、18蓄电池组件、19机架、20电能发射装置、21行走机构、22控制器、23通讯部分、24除尘装置、25行走轮、26无线网络、27后台服务器、28监控平台、29噪声传感器、30导向轮、31皮带轮。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

根据图1至图6所示：本实施例提供本实施例提供一种用于带式输送机的机器人巡检系统，包括：

巡检机器人本体1，所述巡检机器人本体1整体为“几”字型结构，巡检机器人本体1底面中部设有通道，通道沿巡检机器人本体1的行走方向分布，通道两端均为敞口，且通道内设有行走机构21，巡检机器人本体1通过所述行走机构21设置在行走导轨7上，行走导轨7包括平行分布的两组，用于保持巡检机器人本体1稳定的行走效果，同时由于巡检机器人本体1两侧的主要重量部分位于行走导轨7两侧，使其重心相对较低，这也保障了巡检机器人本体1行走效果的稳定性，使其不易于导轨脱落，更适用于室外的大风等恶劣天气；

进一步地，所述巡检机器人本体1顶面两侧为斜面3，且其平行于所述通道分布的两侧边缘低于其中部设置，使得巡检机器人本体1的侧面面积减少，降低了其在大风条件下的受力面积，同时整体重心也随之下移，并基于其本身的“几”字型结构，其行走效果及安全性得到有效保障；

所述行走机构21分别设置在两组行走导轨7上，行走机构21包括驱动电机16、以及与所述行走导轨7对应设置的行走支架9、行走轮25导向轮30、和抱紧轮8，所述驱动电机16安装设有一组固定在所述巡检机器人本体1内部，行走支架9、行走轮25、导向轮30和抱紧轮8设有四组并分别设置在两组行走导轨7的前侧和后侧，位于同一侧的两组行走轮25之间通过同步轴10连接，且同步轴10上设有通过同步带连接的同步轮31，使得四组行走轮25之间同步动作；所述行走轮25、导向轮30和抱紧轮8均转动安装在所述行走支架9上，其中所述行走轮25纵向设置并位于所述行走导轨7上侧，导向轮30横向设置并位于所述行走导轨7内侧，抱紧轮8纵向设置并位于所述行走导轨7下侧，行走轮25、导向轮30和抱紧轮8均与行走导轨7表面接触滚动设置；

其中驱动电机16的输出轴与其中一组的同步轴10通过联轴器连接连接，通过驱动电机16驱动行走机构21在行走导轨7上进行行走；

所述行走导轨7其安装在带式输送机上并位于带式输送机的上层托辊和下层托辊之间，使得巡检机器人本体1可以对上层托辊和下层托辊进行同时巡检并获得运行信息，并且巡检机器人本体1本身可以隐藏在带式输送机的机架19及输送带内部，保障了巡检机器人本体1运行环境的安全性。

若干组充电桩，充电桩的设置位置及间距设置根据巡检机器人本体1的电能储存量及电能能耗确定，充电桩的设置数量根据带式输送机的作业长度确定，用于保障巡检机器人本体1可以在有效距离内充电并在行走导轨7上持续行走，所述充电桩采用无线结构，其具有一电能发射装置20，且所述巡检机器人本体1具有一与所述电能发射装置20位置对应设置的电能接收装置17，电能接收装置17位于巡检机器人本体1顶部，而电能发射装置20则位于巡检机器人本体1上部并与带式输送机的机架19的横梁连接固定，其中电能接收装置17和电能发射装置20的纵向间距应满足无线充电要求，当巡检机器人本体1行走至电能发射装置20下部时，则由充电桩为巡检机器人本体1进行充电；

为了保障巡检机器人本体1和充电桩的定位效果，机器人巡检系统还包括了定位传感器13，所述定位传感器13包括一一对应并用于相互感应设置的两组，其中一组安装在所述巡检机器人本体1的侧面上，另一组与充电桩设置在一起，并固定在带式输送机的机架19上，当两组定位传感器13相互感应获得信号后，则证明保障巡检机器人本体1和充电桩的定位效果准确，则保障了保障巡检机器人本体1的充电效果。

若干组除尘装置24，除尘装置24的设置位置及间距设置根据巡检机器人本体1的运行环境确定，除尘装置24的设置数量根据带式输送机的作业长度确定，主要是考虑巡检机器人本体1行走过程中的空气质量，当空气中的粉尘浓度密集时，为了保障巡检机器人本体1的工作状态，除尘装置24的设置间距则短一些，使除尘装置24相对密集，当空气中的粉尘浓度一般时，则按照标准间距设置即可；

所述除尘装置24采用吹风机结构并安装固定在所述带式输送机的机架19上，除尘装置24的出风口朝向所述巡检机器人本体1的行走位置设置，当巡检机器人本体1移动至除尘装置24的出风口位置时，由除尘装置24动作通过快速流通的空气将巡检机器人本体1表面的积尘吹离，保障巡检机器人本体1的工作状态及作业效果。

所述巡检机器人本体1上还设有蓄电池组件18、控制器22及与其连接的天线装置11和检测模块，控制器22的数据处理部分采用可编程控制器，用于写入控制程序，这些组件作为巡检机器人本体1巡检作业的工作组件，起到至关重要的作用，其中：

所述天线装置11与控制器22的通讯部分23连接，用于无线通讯使用，使其可以将巡检机器人本体1获得的信息通过无线网络26传输至后台服务器27，用于工作人员获取并识别；

所述检测模块包括红外成像仪6、噪声传感器29、摄像头5、避障传感器2，噪声传感器29、红外成像仪6和摄像头5设有四组并分别位于巡检机器人本体1移动方向两侧侧面的两侧，红外成像仪6和摄像头5设有在一预留的槽体4内，起到一定的防护效果，避障传感器2设有两组并分别位于巡检机器人本体1移动方向两侧侧面的中部上方，其中，噪声传感器29、红外成像仪6和摄像头5用于获取带式输送机运行的运行参数和影像，避障传感器2同于获取位于巡检机器人本体1移动方向上的异物信息。

所述蓄电池组件18设置在巡检机器人本体1内部，蓄电池组件18的电能输入侧与所述充电桩连接并进行无线充电使用，蓄电池组件18的电能输出侧分别与控制器22和行走机构21的驱动电机16连接，用于为巡检机器人本体1的各用电组件提供电能，保障巡检机器人本体1的运行。

所述巡检机器人本体1上还包括了与所述控制器22连接的指示灯模块12、急停按键14和电源开关15，指示灯模块12、急停按键14和电源开关15均安装在巡检机器人本体1平行于行走方向的侧面上且该侧面上设有用于容纳上述组件的槽体4，起到防护的作用，所述指示灯模块12包括运行指示灯、故障指示灯和充电指示灯等，用于显示巡检机器人本体1的工作状态。

根据图6所示：一种巡检机器人的巡检方法，包括以下步骤：

步骤00、巡检机器人的首次运行需要进行虚拟设备布置地图建立，具体包括；

通过固定传感器检测带式输送机的组成设备并采集设备运行信息，设备运行信息在后台服务器上进行区分标记并在虚拟设备布置地图中对应位置的虚拟设备关联；固定传感器主要用于振动、频率、噪声、温度、电流等信息的检测，固定传感器为设备自带或后期安装，主要用于对头部滚筒、尾部滚筒和驱动装置等设备进行检测；

通过巡检机器人通过其传感设备检测带式输送机的托辊并采集设备运行信息，直接在后台服务器上进行区分标记并在虚拟设备布置地图中对应位置的虚拟设备关联；托辊的设备运行信息包括初始位置、位移、噪声、周边环境图像信息等；

通过上述步骤，将虚拟设备布置地图中的标记与实际设备一一对应，并用于将在实际设备上采集到的信息在虚拟设备布置地图中显示；

步骤10、巡检机器人在工作时，以定速沿轨道移动，同时噪声传感器29实时开启，进行噪声信号采集，当检测到某一位置、某一部件工作时的噪声大于预设值异常时，初步认定设备异常；

步骤20、初步认定设备异常后，降低运行速度，同时开启红外成像仪6，检测设备部件的温度，巡检机器人往复移动，基于异常噪声和异常温升确定发送故障的零部件位置；该处故障零部件的位置可以根据巡检机器人的行走获取相关距离信息，与初始位置信息、行走方向信息经处理后得到故障零部件的位置信息，当然，该位置信息还可以采用GPS等定位系统的坐标定位信息，或基于带式输送机的传感器定位系统进行定位获取位置信息；

步骤30、确定故障零部件位置后，打开摄像头5，巡检机器人移动到角度合适的位置并拍摄一段设备运行的视频及若干照片；

步骤40、将发送故障的零部件的噪声、带有温升信息的红外图片、运转视频及若干照片发送到后台服务器27及监控平台28通知操作人员。

所述后台服务器还包括了预先导入的带式输送机的各组成设备主要参数信息及备件库信息，其中：

主要参数信息用于与巡检机器人获取的设备运行信息对比后判断设备的运行情况；同时采集到的设备状态信息进行时间与空间的特征标记，并进行长久保存，由后台服务器27进行设备各部件的运行状态曲线绘制，不同部件运行状态变化的相关性建立，由设备专家进行因果关系确定，最终建立人工智能设备专家库，实现对设备的全寿命周期监控，并进行前瞻性故障预测，故障原因诊断，解决方案提供等；

备件库信息是为了尽可能减少设备故障对企业正常生产的影响，缩短维修周期，设备易损部件及重要部件是要准备一些零部件以便维修更换，该系统主要功能是及时发现损坏部件，给出维修建议，并做备件库存的管理，以便设备及零部件的及时更换；

所述巡检机器人与后台服务器之间通过无线网络通讯，无线网络为由有线通讯线缆及与其连接的AP组合构成并覆盖带式输送机的作业区域，或采用通信运营商提供的无线网络。

操作人员按照上述步骤获取信息后完成相关分析工作以及应急救援工作。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于，包括：

巡检机器人本体，其设置在一行走导轨上，且其具有一在所述行走导轨上移动的行走机构，所述行走导轨其安装在带式输送机上并位于带式输送机的上层托辊和下层托辊之间；

至少一组充电桩或/和除尘装置，所述充电桩和除尘装置设置在行走导轨外侧，并与所述巡检机器人本体的位置对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述巡检机器人本体整体为“几”字型结构，巡检机器人本体底面中部设有通道，且通道内设有所述行走机构。

3.根据权利要求2所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述巡检机器人本体顶面两侧为斜面，且其平行于所述通道分布的两侧边缘低于其中部设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述充电桩采用无线结构，其具有一电能发射装置，且所述巡检机器人本体具有一与所述电能发射装置位置对应设置的电能接收装置。

5.根据权利要求4所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：还包括了定位传感器，所述定位传感器包括一一对应并用于相互感应设置的两组，其中一组安装在所述巡检机器人本体的外侧，另一组与充电桩设置在一起。

6.根据权利要求5所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述充电桩及与其设置在一起的定位传感器均安装固定在带式输送机的机架上。

7.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述除尘装置采用吹风机结构并安装固定在所述带式输送机的机架上，除尘装置的出风口朝向所述巡检机器人本体的行走位置设置。

8.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述行走导轨包括平行分布的至少两组。

9.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述行走机构包括驱动电机、至少两组与所述行走导轨对应设置的行走支架、以及转动安装在所述行走支架上的行走轮、导向轮和抱紧轮，所述驱动电机安装固定在所述巡检机器人本体上，所述行走轮、导向轮和抱紧轮分别位于所述行走导轨上侧、内侧和下侧的侧面上并与行走导轨滚动连接，且行走轮之间通过与其连接的同步轴与所述驱动电机的输出轴连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述巡检机器人本体上还设有控制器及与其连接的天线装置和检测模块，所述天线装置用于无线通讯使用，所述检测模块用于获取带式输送机运行的运行参数或/和影像、以及位于巡检机器人本体移动方向上的异物。

11.根据权利要求10所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述检测模块包括红外成像仪、噪声传感器、摄像头、避障传感器中的至少一种；

所述红外成像仪、摄像头、避障传感器安装在巡检机器人本体的移动方向的两侧，噪声传感器安装在巡检机器人本体内部或外侧表面。

12.根据权利要求1所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：所述巡检机器人本体上还设有蓄电池组件，所述蓄电池组件设置在巡检机器人本体内部，蓄电池组件的电能输入侧与所述充电桩连接，蓄电池组件的电能输出侧分别与控制器和行走机构连接。

13.根据权利要求10所述的一种用于带式输送机的机器人巡检系统，其特征在于：还包括了与所述控制器连接的指示灯模块、急停按键和电源开关。

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