本發(fā)明屬于機器人系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著煤礦安全裝備水平的不斷提高，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，有害氣體的檢測手段也日趨完善，各大、中型礦井已經(jīng)形成了人工定點、定時檢測與自動監(jiān)測相結(jié)合的檢測體系。在人工檢測方法中，除了取樣分析法之外，目前使用最廣泛的還是快速測定法。采掘工作面進風(fēng)流中，按體積計算，氧氣濃度不低于20％；二氧化碳濃度不超過0.5％。礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷風(fēng)流中，二氧化碳超過0.75％時，必須立即查明原因，進行處理。采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中二氧化碳超過1.5％時，采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達到1.5％時，都必須停止工作，撤出人員，進行處理。因此，所有在開采煤礦每天必須要求監(jiān)測瓦斯和有害氣體濃度變化，采用現(xiàn)場人工流動監(jiān)測和設(shè)備固定點監(jiān)測兩種結(jié)合方式。

一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)針對現(xiàn)有檢測技術(shù)手段，主要是依賴人工流動采集和固定監(jiān)測點采集，采掘面和主要巷道區(qū)域進行人工流動采集氣體樣本，工作環(huán)境復(fù)雜，在大型機械附近操作較為危險，人工采集會因為個人作息影響檢測時間，極其容易出現(xiàn)漏檢和脫崗現(xiàn)象。且人工檢測也容易出現(xiàn)檢測點的隨意性，導(dǎo)致檢測誤差和漏檢。因此，井下人工瓦斯及有害氣體檢測手段存在缺陷和不足。

本發(fā)明是一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)，具備圖像、溫度、濕度、瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)的采集，并能通過無線wifi方式將數(shù)據(jù)傳送到遠程的監(jiān)控中心，井下智能巡檢機器人按照既定的線路進行來回的巡檢，巡檢周期可以根據(jù)情況進行配置。從而解決了人工測量時間不固定，數(shù)據(jù)上報不及時的問題。而且，大大簡化了人工采集的工作量。對檢測結(jié)果做到有理有據(jù)，巡檢機器人具有監(jiān)測成本低、結(jié)構(gòu)簡單、性能好、使用方便及生產(chǎn)質(zhì)量高等特點。相應(yīng)國家機器人減人發(fā)展大趨勢和方向。也有效的杜絕了人工巡檢的缺陷，提升數(shù)字礦井安全生產(chǎn)的科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)，通過井下智能巡檢機器人按照既定的線路進行來回的巡檢，巡檢周期可以根據(jù)情況進行配置，解決了現(xiàn)有人工測量時間不固定，數(shù)據(jù)上報不及時的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)，包括微處理器和監(jiān)控中心系統(tǒng)，所述微處理器接收全方位紅外攝像頭的視頻信息和圖像信息；所述微處理器接收紅外線測距傳感器的距離數(shù)據(jù)信息；所述微處理器接收濕度傳感器的濕度數(shù)據(jù)信息；所述微處理器接收溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)信息；所述微處理器接收煙霧傳感器的煙霧信息；所述微處理器接收瓦斯采集模塊的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)信息；所述微處理器接收氧氣采集模塊的氧氣濃度數(shù)據(jù)信息；所述微處理器接收二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度數(shù)據(jù)信息；所述微處理器接收軌道觸點模塊的數(shù)據(jù)信息；所述微處理器與數(shù)據(jù)存儲模塊進行數(shù)據(jù)傳輸；所述微處理器向電機一模塊輸出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和關(guān)閉命令；所述微處理器向語音設(shè)備輸出語音信息；所述微處理器向電機二模塊輸出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和關(guān)閉命令；所述微處理器向led燈模塊輸出開關(guān)命令；所述微處理器向報警器輸出報警命令；所述微處理器向斷電保護模塊輸出斷電和復(fù)電命令；所述微處理器與監(jiān)控中心系統(tǒng)通過無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)傳輸；所述電機一模塊控制機器人的前進、后退和停止；所述電機二模塊控制蓋板模塊機器人的展開與閉合。

進一步地，所述微處理器接收到紅外線測距傳感器的距離小于1m時，所述微處理器向電機一模塊輸出關(guān)閉命令，所述機器人停止運動，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出障礙等待處理信息；所述微處理器接收到濕度傳感器的濕度大于95％時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出濕度過高提示信息；所述微處理器接收到溫度傳感器的溫度小于20°或大于70°時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出溫度過低或過高提示信息；所述微處理器接收到煙霧傳感器的煙霧信息時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出煙霧提示信息，所述微處理器向報警器輸出報警命令；所述微處理器接收到氧氣采集模塊的氧氣濃度低于20％時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出氧氣不足信息，所述微處理器向報警器輸出報警命令；所述微處理器接收到瓦斯采集模塊的瓦斯?jié)舛却笥?.75％時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出查明原因信息；所述微處理器接收到瓦斯采集模塊的瓦斯?jié)舛却笥?％時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出緊急處理信息，所述微處理器向報警器輸出報警命令，所述微處理器向斷電保護模塊輸出斷電命令，進行斷電處理、停止工作和撤人行動；所述微處理器接收到二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度大于0.5％時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出查明原因信息；所述微處理器接收到二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度大于0.75％時，所述微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出緊急處理信息；所述微處理器接收到二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度大于1.5％時，所述微處理器向報警器輸出報警命令，停止工作和撤人行動；所述微處理器向報警器輸出報警命令時，所述微處理器向語音設(shè)備輸出所述報警原因語音信息。

進一步地，所述監(jiān)控中心系統(tǒng)通過微處理器控制電機一模塊、電機二模塊、語音設(shè)備、斷電保護模塊、led燈裝置和報警裝置；所述監(jiān)控中心系統(tǒng)接收微處理器的數(shù)據(jù)信息。

進一步地，所述軌道觸點模塊均勻安裝在機器人行駛的軌道上；所述每個軌道觸點模塊向微處理器輸出不同的數(shù)據(jù)信息；所述微處理器根據(jù)不同的數(shù)據(jù)信息判斷機器人的位置。

進一步地，所述語音設(shè)備向微處理器輸出語音信息。

進一步地，所述蓄電池模塊向全方位紅外攝像頭、紅外線測距傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、瓦斯傳感器、氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、軌道觸點模塊、電機一模塊、電機二模塊、語音設(shè)備、斷電模塊、led燈裝置、報警裝置供電；所述蓄電池模塊斷電時，由備份蓄電池組供電；所述蓄電池模塊和備份蓄電池組的輸出電壓為12v，容量為7ah。

進一步地，所述電機一模塊控制機器人前進和后退的同時，所述微處理器向蓋板模塊輸出打開命令，所述微處理器向led燈模塊輸出打開命令；所述電機一模塊控制機器人停止的同時，所述微處理器向蓋板模塊輸出關(guān)閉命令。

進一步地，所述監(jiān)控中心系統(tǒng)通過微處理器控制機器人巡檢；所述監(jiān)控中心系統(tǒng)每四個小時向微處理器輸出巡檢命令；所述機器人巡檢路程1km；所述巡檢周期為4h，一天6次；所述巡檢一次所需時間為30min。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明是一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)，具備圖像、溫度、濕度、瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)的采集，并能通過無線wifi方式將數(shù)據(jù)傳送到遠程的監(jiān)控中心，井下智能巡檢機器人按照既定的線路進行來回的巡檢，巡檢周期可以根據(jù)情況進行配置。從而解決了人工測量時間不固定，數(shù)據(jù)上報不及時的問題。而且，大大簡化了人工采集的工作量。對檢測結(jié)果做到有理有據(jù)，巡檢機器人具有監(jiān)測成本低、結(jié)構(gòu)簡單、性能好、使用方便及生產(chǎn)質(zhì)量高等特點。相應(yīng)國家機器人減人發(fā)展大趨勢和方向。也有效的杜絕了人工巡檢的缺陷，提升數(shù)字礦井安全生產(chǎn)的科學(xué)依據(jù)。

當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為公開了一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1所示，本發(fā)明為一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)，包括微處理器和監(jiān)控中心系統(tǒng)，微處理器接收全方位紅外攝像頭的視頻信息和圖像信息；微處理器接收紅外線測距傳感器的距離數(shù)據(jù)信息；微處理器接收濕度傳感器的濕度數(shù)據(jù)信息；微處理器接收溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)信息；微處理器接收煙霧傳感器的煙霧信息；微處理器接收瓦斯采集模塊的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)信息；微處理器接收氧氣采集模塊的氧氣濃度數(shù)據(jù)信息；微處理器接收二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度數(shù)據(jù)信息；微處理器接收軌道觸點模塊的數(shù)據(jù)信息；微處理器與數(shù)據(jù)存儲模塊進行數(shù)據(jù)傳輸；微處理器向電機一模塊輸出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和關(guān)閉命令；微處理器向語音設(shè)備輸出語音信息；微處理器向電機二模塊輸出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和關(guān)閉命令；微處理器向led燈模塊輸出開關(guān)命令；微處理器向報警器輸出報警命令；微處理器向斷電保護模塊輸出斷電和復(fù)電命令；微處理器與監(jiān)控中心系統(tǒng)通過無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)傳輸；電機一模塊控制機器人的前進、后退和停止；電機二模塊控制蓋板模塊機器人的展開與閉合。

其中，微處理器接收到紅外線測距傳感器的距離小于1m時，微處理器向電機一模塊輸出關(guān)閉命令，機器人停止運動，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出障礙等待處理信息；微處理器接收到濕度傳感器的濕度大于95％時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出濕度過高提示信息；微處理器接收到溫度傳感器的溫度小于20°或大于70°時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出溫度過低或過高提示信息；微處理器接收到煙霧傳感器的煙霧信息時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出煙霧提示信息，微處理器向報警器輸出報警命令；微處理器接收到氧氣采集模塊的氧氣濃度低于20％時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出氧氣不足信息，微處理器向報警器輸出報警命令；微處理器接收到瓦斯采集模塊的瓦斯?jié)舛却笥?.75％時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出查明原因信息；微處理器接收到瓦斯采集模塊的瓦斯?jié)舛却笥?％時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出緊急處理信息，微處理器向報警器輸出報警命令，微處理器向斷電保護模塊輸出斷電命令，進行斷電處理、停止工作和撤人行動；微處理器接收到二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度大于0.5％時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出查明原因信息；微處理器接收到二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度大于0.75％時，微處理器向監(jiān)控中心系統(tǒng)輸出緊急處理信息；微處理器接收到二氧化碳采集模塊的二氧化碳濃度大于1.5％時，微處理器向報警器輸出報警命令，停止工作和撤人行動；微處理器向報警器輸出報警命令時，微處理器向語音設(shè)備輸出報警原因語音信息。

其中，監(jiān)控中心系統(tǒng)通過微處理器控制電機一模塊、電機二模塊、語音設(shè)備、斷電保護模塊、led燈裝置和報警裝置；監(jiān)控中心系統(tǒng)接收微處理器的數(shù)據(jù)信息。

其中，軌道觸點模塊均勻安裝在機器人行駛的軌道上；每個軌道觸點模塊向微處理器輸出不同的數(shù)據(jù)信息；微處理器根據(jù)不同的數(shù)據(jù)信息判斷機器人的位置。

其中，語音設(shè)備向微處理器輸出語音信息。

其中，蓄電池模塊向全方位紅外攝像頭、紅外線測距傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、瓦斯傳感器、氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、軌道觸點模塊、電機一模塊、電機二模塊、語音設(shè)備、斷電模塊、led燈裝置、報警裝置供電；蓄電池模塊斷電時，由備份蓄電池組供電；蓄電池模塊和備份蓄電池組的輸出電壓為12v，容量為7ah。

其中，電機一模塊控制機器人前進和后退的同時，微處理器向蓋板模塊輸出打開命令，微處理器向led燈模塊輸出打開命令；電機一模塊控制機器人停止的同時，微處理器向蓋板模塊輸出關(guān)閉命令。

其中，監(jiān)控中心系統(tǒng)通過微處理器控制機器人巡檢；監(jiān)控中心系統(tǒng)每四個小時向微處理器輸出巡檢命令；機器人巡檢路程1km；巡檢周期為4h，一天6次；巡檢一次所需時間為30min。

其中，微處理器接收到巡檢命令，微處理器向蓋板模塊輸出打開命令，微處理器控制全方位紅外攝像頭、紅外線測距傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、氧氣采集模塊、二氧化碳采集模塊、軌道觸點模塊、瓦斯采集模塊、led燈裝置為打開狀態(tài)，微處理器控制電機一模塊進行前進運動；機器人運行軌道安裝在通道的頂部；機器人遇到障礙物時，微處理器控制電機一模塊進行停止?fàn)顟B(tài)，電機二模塊控制蓋板模塊機器人為閉合狀態(tài)，當(dāng)障礙物被移出時，微處理器控制電機一模塊進行前進運動；檢測設(shè)備每30s檢測一次；監(jiān)控中心系統(tǒng)顯示蓄電池模塊的剩余電量數(shù)據(jù)信息；地面設(shè)有充電樁自動充電；電量低時，安排工人進行充電；監(jiān)控中心系統(tǒng)通過微處理器控制機器人進入巡檢模式和非巡檢模式。

其中，主要參數(shù)如下：像素：200萬像素，格式：jpeg格式的圖像，分辨率：1920×1080，通訊方式：485通訊，視角：70°，拍照距離：50米以內(nèi)清晰，工作電壓：dc12v±15％，工作溫度：-20℃～70℃，工作濕度：≤95％(40℃)。

其中，一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)溫度采集：實時采集周圍環(huán)境的溫度。溫度采集精度不大于0.5℃，分辨力不大于0.3℃，靜態(tài)電流不大于8ma，寬供電范圍：供電電壓為10v～36v，采集范圍為：-40℃～85℃。

其中，一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)濕度采集，實時采集周圍環(huán)境的濕度。濕度采集精度不大于±3％rh，靜態(tài)電流不大于8ma，寬供電范圍：供電電壓為10v～36v。采集范圍為：0％～100％rh。

其中，一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)瓦斯采集：實時采集周圍環(huán)境的瓦斯?jié)舛?。主要技術(shù)指標(biāo)如下：測量范圍:0～4.00％ch4，基本測量誤差:0.00～1.00％ch4±0.10％ch4，1.00～2.00％ch4±0.20％ch4，2.00～4.00％ch4±0.30％ch4，采樣方式：擴散式采集；元件檢測反應(yīng)速度：≤30s，熱催化元件壽命：一年以上，本安參數(shù)：a)ui：18vdcii：70ma，b)ci：0.08μfii：0ma，工作電壓:dc9-24v；工作電流:≤85ma，防爆標(biāo)志:exibdi，防爆型式：礦用本質(zhì)安全兼隔爆型。

其中，一種用于井下巡檢的自調(diào)節(jié)保護式機器人系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式：采用工業(yè)級的無線wifi設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。wifi參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn):802.11b/g/n，網(wǎng)絡(luò)模式:ap/station，ap模式接入終端數(shù)量:1,頻率范圍:2.412ghz～2.484ghz。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。