本發(fā)明創(chuàng)造屬于煤礦帶式輸送機(jī)保護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于無(wú)線覆蓋的巡檢式超溫灑水保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有對(duì)皮帶機(jī)的保護(hù)主要包括如圖1所示的皮帶機(jī)頭主驅(qū)動(dòng)滾筒18、機(jī)尾從動(dòng)滾筒14、皮帶托輥17以及皮帶自身的保護(hù)。機(jī)頭主驅(qū)動(dòng)滾筒、機(jī)尾從動(dòng)滾筒、皮帶托輥的受損絕大多情況下是由于部件高溫導(dǎo)致機(jī)械部件物理性能改變，帶來(lái)了部件功能失效，且多是不能修復(fù)的實(shí)效。從直接成因的角度，及時(shí)降低高溫區(qū)的滾筒、托輥和皮帶的溫度，是最為有效的措施。現(xiàn)有針對(duì)超溫的保護(hù)系統(tǒng)的典型方案如下：在皮帶的機(jī)頭主驅(qū)滾筒處、機(jī)尾從動(dòng)滾筒軸承座處安裝接觸式或紅外非接觸式溫度傳感器來(lái)檢測(cè)滾筒溫度，皮帶全程定點(diǎn)安裝煙霧傳感器以探測(cè)高溫導(dǎo)致的皮帶霧化煙塵，皮帶全程定點(diǎn)安裝水管和電磁閥，其中電磁閥和傳感器皆通過(guò)通訊電纜與皮帶保護(hù)系統(tǒng)控制器(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)控制器)相連。超溫發(fā)生時(shí)，傳感器將信號(hào)發(fā)送給系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器發(fā)出超溫灑水指令，由定點(diǎn)的電磁閥對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行灑水降溫降塵。這樣的皮帶機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)存在諸多缺陷，比如，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶全程的檢測(cè)保護(hù)，尤其不能實(shí)現(xiàn)對(duì)全程托輥的檢測(cè)，導(dǎo)致托輥高溫事件頻發(fā)，該部件更換率極高；由于是在有限的幾個(gè)點(diǎn)布置灑水電磁閥，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶全程的灑水降溫，導(dǎo)致灑水系統(tǒng)不能有效降低已發(fā)現(xiàn)異常區(qū)段的故障損失；工程安裝和設(shè)備維護(hù)工作量大，使用成本高；另外，必須設(shè)置輪班倒的多名井下皮帶機(jī)巡檢人員，管理成本居高不下，且工作失誤率高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出一種基于無(wú)線覆蓋的巡檢式超溫灑水保護(hù)系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于無(wú)線覆蓋的巡檢式超溫灑水保護(hù)系統(tǒng)，包括安裝在軌道上灑水機(jī)器人、以及沿所述軌道間隔布置的無(wú)線基站、以及為灑水機(jī)器人提供水源的水站；其中，所述灑水機(jī)器人包括：

一驅(qū)動(dòng)部，包括安裝在軌道上可自由移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪、以及為驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

一灑水部，包括水箱、以及用于灑水降溫的旋轉(zhuǎn)噴頭、以及用于為水箱補(bǔ)水的灑水真空泵；

一電控部，包括主控制單元、以及分別與該主控制單元連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元和灑水泵控制單元；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元、所述灑水真空泵連接所述灑水泵控制單元；所述主控制單元上連接有用于傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的WIFI模塊；

一電源模塊，與所述主控制單元以及所述WIFI模塊連接；

一探測(cè)部，包括分別與所述主控制單元連接的報(bào)警信號(hào)的煙霧傳感器和熱成像儀。

進(jìn)一步，所述主控制單元上還連接有漏電保護(hù)監(jiān)測(cè)單元。

進(jìn)一步，所述探測(cè)部還包括與所述主控制單元連接的攝像機(jī)。

進(jìn)一步，所述主控制單元包括用于讀取所述煙霧傳感器的煙霧報(bào)警信號(hào)、所述攝像機(jī)視頻畫(huà)面以及所述熱成像儀溫度分布云圖的系統(tǒng)控制器。

進(jìn)一步，所述系統(tǒng)控制器采用華寧KTC150通信控制主機(jī)。

進(jìn)一步，所述灑水泵控制單元包括水箱水位監(jiān)測(cè)模塊、以及與該水箱水位監(jiān)測(cè)模塊連接的灑水泵啟?？刂颇K。

進(jìn)一步，所述無(wú)線基站沿所述軌道等間隔布置。

進(jìn)一步，所述軌道呈工字型結(jié)構(gòu)，其上部有供動(dòng)力電纜滑動(dòng)的電纜滑槽。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造具有以下優(yōu)勢(shì)：

能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)運(yùn)輸皮帶任意點(diǎn)灑水降塵，彌補(bǔ)傳統(tǒng)超溫灑水系統(tǒng)水區(qū)域有限的缺陷，有效降低已發(fā)現(xiàn)異常區(qū)段的故障損失；同時(shí)安裝工程量小，系統(tǒng)整體成本低，有效減少了皮帶機(jī)維護(hù)班組人員，符合當(dāng)下減員增效趨勢(shì)。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置示意圖；

圖2為本發(fā)明創(chuàng)造中灑水機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖3為本發(fā)明創(chuàng)造中軌道的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-軌道；2-水站；3-水箱；4-旋轉(zhuǎn)噴頭；5-驅(qū)動(dòng)部；6-電控部；7-探測(cè)部；8-驅(qū)動(dòng)輪；9-動(dòng)力電纜；10-主動(dòng)式電纜絞盤(pán)；11-巡檢同步電機(jī)；12-電機(jī)控制開(kāi)關(guān)；13-通訊電纜；14-機(jī)尾從動(dòng)滾筒；15-系統(tǒng)控制器；16-無(wú)線基站；17-皮帶托輥；18-主驅(qū)動(dòng)滾筒。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造。

一種基于無(wú)線覆蓋的巡檢式超溫灑水保護(hù)系統(tǒng)，如圖1至3所示，包括安裝在軌道1上灑水機(jī)器人、以及沿所述軌道1間隔布置的無(wú)線基站16、以及為灑水機(jī)器人提供水源的水站2；需要說(shuō)明的是，為本超溫灑水保護(hù)系統(tǒng)供電的電纜可以設(shè)置在一主動(dòng)式電纜絞盤(pán)裝置上，該主動(dòng)式電纜絞盤(pán)裝置可以由電纜絞盤(pán)、巡檢同步電機(jī)、電機(jī)控制開(kāi)關(guān)組成，此主動(dòng)式電纜絞盤(pán)裝置 可以設(shè)置在軌道的出發(fā)端，其與機(jī)器人速度、方向同步，保證供電電纜長(zhǎng)度滿足及機(jī)器人行程距離。

所述灑水機(jī)器人承擔(dān)在皮帶全程范圍內(nèi)的對(duì)托輥溫度、滾筒溫度、皮帶是否產(chǎn)生煙霧做巡回檢測(cè)，其主要組成部件如下：

1.用于驅(qū)動(dòng)灑水機(jī)器人沿所述軌道行走的驅(qū)動(dòng)部：

包括安裝在軌道上可自由移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪8、以及為驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；灑水機(jī)器人能夠在軌道上自由行走，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸皮帶任意點(diǎn)灑水降塵，彌補(bǔ)傳統(tǒng)超溫灑水系統(tǒng)水區(qū)域有限的缺陷；

2.用于灑水降溫降塵的灑水部：

包括水箱3、及用于灑水降溫的旋轉(zhuǎn)噴頭4、及用于為水箱3補(bǔ)水的灑水真空泵；灑水部負(fù)責(zé)執(zhí)行灑水命令，動(dòng)作包括真空泵的啟停，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟停。

3.用于邏輯判斷、下達(dá)各種指令的電控部：

包括主控制單元、以及分別與該主控制單元連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元和灑水泵控制單元；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元、所述灑水真空泵連接所述灑水泵控制單元；所述主控制單元上連接有用于傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的WIFI模塊；電控部6負(fù)責(zé)WIFI信號(hào)的傳輸、對(duì)各部的信號(hào)監(jiān)測(cè)和動(dòng)作指令下達(dá)，對(duì)巡檢機(jī)器人的電氣安全監(jiān)測(cè)，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電控制，負(fù)責(zé)與系統(tǒng)控制器的通訊。

4.為系統(tǒng)供電的電源模塊：

與所述主控制單元以及所述WIFI模塊連接；電源模塊可以采用直流供電，利用變壓器穩(wěn)壓變壓，為系統(tǒng)提供可靠穩(wěn)定的電源，不會(huì)因電能不足導(dǎo)致巡檢行程受限，充電方便。

5.全程檢測(cè)超溫的探測(cè)部：

包括分別與所述主控制單元連接的報(bào)警信號(hào)的煙霧傳感器和熱成像儀。

需要指出的是，在上述主控制單元上通常都連接有漏電保護(hù)監(jiān)測(cè)單元，一旦發(fā)生漏電事故，漏電保護(hù)監(jiān)測(cè)單元可直接下達(dá)閉鎖保護(hù)指令，切斷巡檢機(jī)器人自身電路，并向系統(tǒng)控制器傳回漏電報(bào)警信號(hào)，由系統(tǒng)控制器15下達(dá)指令關(guān)閉電纜控制開(kāi)關(guān)，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)斷電的目地，整套系統(tǒng)具備更高一級(jí)電氣安全保護(hù)，從設(shè)備層到系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)雙重電氣安全保護(hù)，杜絕人身傷害。

其中，所述探測(cè)部7還包括與所述主控制單元連接的攝像機(jī)，主要用于攝錄圖像信息，為主控室提供視頻資料。上述主控制單元包括用于讀取所述煙霧傳感器的煙霧報(bào)警信號(hào)、所述攝像機(jī)視頻畫(huà)面以及所述熱成像儀溫度分布云圖的系統(tǒng)控制器。

系統(tǒng)控制器承擔(dān)探測(cè)部傳回信號(hào)的計(jì)算，判定超溫位置，下達(dá)灑水指令。同時(shí)，通過(guò)環(huán)網(wǎng)與礦方已建成的集成系統(tǒng)通訊，報(bào)告超溫灑水系統(tǒng)工作信息或執(zhí)行管理人員指令。可以采用華寧KTC150通信控制主機(jī)，可以提供事故處理日志保存功能，提供當(dāng)時(shí)的視頻錄像回放功能，對(duì)于重大事故的事后查證提供依據(jù)。

其中，所述無(wú)線基站沿所述軌道等間隔布置，每?jī)蓚€(gè)之間最大間距500m，在運(yùn)輸皮帶全長(zhǎng)度上提供全程WIFI接入。

本發(fā)明適用于高3-5米、寬2-4米的一般性巷道。首先在巷道頂部鋪設(shè)工字型單軌，軌道軌道處于運(yùn)輸皮帶的中心線位置，距皮帶中心線高度約1.5m，工字軌道距離巷道頂壁留出約500mm間隙。上述軌道1呈工字型結(jié)構(gòu)，其上部有供動(dòng)力電纜9滑動(dòng)的電纜滑槽，在電纜滑槽內(nèi)涂滿潤(rùn)滑油。軌道出發(fā)端安裝主動(dòng)式電纜絞盤(pán)10、巡檢同步電機(jī)11、電機(jī)控制開(kāi)關(guān)12。供電電纜采用127v電壓等級(jí)，長(zhǎng)度根據(jù)軌道長(zhǎng)度而定。

系統(tǒng)控制器和電纜控制開(kāi)關(guān)之間采用通訊電纜13連接，提供設(shè)備間控制信號(hào)的通訊，通訊電纜可用華寧TK200系統(tǒng)多芯通訊電纜，系統(tǒng)控制器利用網(wǎng)線與環(huán)網(wǎng)連接。

工字型軌道的長(zhǎng)度根據(jù)皮帶長(zhǎng)度確定，為機(jī)器人的行走以及供電線纜拖動(dòng)提供支持。需要說(shuō)明的是，工字型軌道兩側(cè)為灑水機(jī)器人的行走輪提供行走時(shí)的軌道，由于行走輪為雙輪，鑲嵌在工字型軌道兩側(cè)，杜絕了高速行走過(guò)程中的脫落風(fēng)險(xiǎn)。

通常，皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，皮帶的正常運(yùn)行帶速一般為3m/s。灑水機(jī)器人的運(yùn)行速度常設(shè)為6m/s，緊急情況可以提升為10m/s，對(duì)于長(zhǎng)度為3000m皮帶，最快可以5分鐘完成單程巡檢。

巡檢過(guò)程中，灑水機(jī)器人自帶的攝像機(jī)和熱成像儀將全程工作，通過(guò)WIFI模塊將視頻畫(huà)面以及皮帶機(jī)托輥的溫度分布云圖同步傳送沿途的WIFI基站，沿途的N個(gè)基站之間以橋接跳傳形式傳遞WIFI信號(hào)，由于基站與環(huán)網(wǎng)連接，系統(tǒng)控制器可以從環(huán)網(wǎng)中讀取視頻畫(huà)面和溫度分布云圖。其中溫度分布云圖用于判定出故障的托輥，系統(tǒng)控制器截取到該特定畫(huà)面后上提出報(bào)警，系統(tǒng)控制器可以跟根據(jù)報(bào)警時(shí)間T1、巡檢機(jī)器人速度V和出發(fā)時(shí)間計(jì)算T2出機(jī)器人位置(用距出發(fā)端距離L表示)。公式為：

L＝V*(T1-T2)

同時(shí)，攝像機(jī)提供的圖像可以輔助更為精確判定故障點(diǎn)狀況嚴(yán)重程度，且該圖像可以保存在環(huán)網(wǎng)云端供日后調(diào)取。

灑水機(jī)器人自帶的煙霧傳感器將全程工作，探測(cè)到煙霧后，WIFI模塊將報(bào)警信號(hào)傳送沿途的WIFI基站，沿途的N個(gè)基站之間以橋接跳傳形式傳遞WIFI信號(hào)，系統(tǒng)控制器可以從環(huán)網(wǎng)中讀取到煙霧報(bào)警信號(hào)。

系統(tǒng)控制器可以根據(jù)任何途徑得到的報(bào)警信號(hào)，經(jīng)邏輯判斷后下達(dá)多種灑水指令，包括沿途順序?yàn)⑺?、定點(diǎn)灑水、直噴灑水、旋轉(zhuǎn)灑水等。各指令可以組合下達(dá)。巡檢機(jī)器人的電控部接到指令后，傳遞給灑水泵控制單元和云臺(tái)控制單元，由水箱部負(fù)責(zé)執(zhí)行動(dòng)作。過(guò)程中巡檢機(jī)器人的電控部可下達(dá)驅(qū)動(dòng)指令給驅(qū)動(dòng)部5動(dòng)作，以配合沿途灑水。

巡檢機(jī)器人配置漏電保護(hù)單元，負(fù)責(zé)對(duì)巡檢機(jī)器人各部的電氣安全監(jiān)測(cè)。如果發(fā)生漏電事故，電控部可直接下達(dá)閉鎖保護(hù)指令，切斷巡檢機(jī)器人自身電路，并向系統(tǒng)控制器傳回漏電報(bào)警信號(hào)，由系統(tǒng)控制器下達(dá)指令關(guān)閉電纜控制開(kāi)關(guān)，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)斷電的目地。

其中，所述灑水泵控制單元包括水箱水位監(jiān)測(cè)模塊、以及與該水箱水位監(jiān)測(cè)模塊連接的灑水泵啟?？刂颇K。

水箱水位監(jiān)測(cè)模塊負(fù)責(zé)對(duì)水箱水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)水位低于預(yù)設(shè)值，則向主控制單元報(bào)警，由主控制單元下達(dá)補(bǔ)水指令，機(jī)器人自行回到到達(dá)端補(bǔ)水，灑水泵啟停控制模塊控制灑水真空泵為水箱補(bǔ)水，水箱水位監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到水位到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，則由主控制單元下達(dá)補(bǔ)水完成指令，灑水泵啟?？刂颇K停止灑水真空泵補(bǔ)水，灑水機(jī)器人重新出發(fā)，全程無(wú)需人為參與。

本發(fā)明創(chuàng)造針對(duì)常見(jiàn)的皮帶機(jī)的超溫故障現(xiàn)象設(shè)計(jì)了整套的檢測(cè)、邏輯判斷、措施自動(dòng)實(shí)施的系列動(dòng)作，達(dá)到了對(duì)皮帶機(jī)的全程、多維檢測(cè)、無(wú)人值守保護(hù)，為數(shù)字化礦石所要達(dá)成的無(wú)人采煤奠定基礎(chǔ)。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。