皮带运输机故障巡检装置的制作方法

本实用新型涉及矿用机械故障检测领域，尤其涉及一种皮带运输机故障巡检装置。

背景技术：

随着煤化工用煤规模的迅速扩大，原煤输送量及运距大幅增长，皮带运输机使用过程中存在的托辊损坏、运行过程中发生的托辊卡滞停转，托辊摩擦生热，托辊异响，上下皮带卡煤等故障，以及皮带断裂、纵撕、跑偏、火灾等事故，由于远距皮带运输机的运输距离超过了10km，并且井下作业时井道复杂、空间狭小，人工巡查皮带运输机存在着诸多弊端，甚至因为人的疏漏或经验不足等原因，即使设备出现了问题也检查不出来。

传统技术采用定点摄像机观测检测技术代替人工巡检，但是该技术不仅存在观测死角、不能覆盖皮带运输及各个辊筒的运行过程的问题，而且对于托辊异响、托辊摩擦生热等问题也无法检测出。同时井下皮带沿线只在定点设置有各种温湿度、气体传感器，但是井下环境比较复杂，往往局部温湿度和气体浓度都会发生变化，这会使皮带沿线的异常无法被及时发现。

为了更好的全程追踪检测皮带运输机沿线的设备和环境问题，专利号为“201420066413.5”，名称为“一种新型矿用皮带检测装置”的中国实用新型专利公开技术方案为：一种新型矿用皮带运输机检测装置，包括钢丝绳、机器人本体、充电闭锁装置、传动系统、控制系统和通讯系统，所述机器人本体通过固定抱索器与钢丝绳相连，钢丝绳在传动系统的作用下，机器人本体沿着钢丝绳的运动轨迹动作，所述充电闭锁装置安装在机器人本体与防爆充电箱之间，用于为机器人本体提供充电电源，控制系统作为操控终端通过通讯系统传递数据来控制机器人本体，通讯系统中布置有无线基站，进行远距离数据传输。

该实用新型减少了人工巡视的危险程度及用工成本，降低了工人的劳动强度，并且皮带运输机上安装有速度、温度、烟雾、撕裂等传感器，可以对皮带运输机进行全程实时监测监控，预防和减少了皮带运输机的故障发生。但是仍然存在着以下不足：1. 该装置进行远距离数据传输是通过无线基站，而无线基站的传输距离有限且成本较高，并且井下环境比较恶劣，粉尘、硫化氢等都会对基站的运行带来影响，甚至造成数据传输失败；2. 该装置的动力源为蓄电池，但是却没有蓄电池电能的显示装置，操作人员无法获知蓄电池的电能情况，有可能会造成在行驶过程中停止下来。3. 该装置权利要求书的第13项说“运动过程中，机器人本体将采集到的图像、声音、烟雾、温度数据通过无线基站实时传输至机头的防爆控制箱显示、存储，并上传到井上监控室，通过对各种数据进行分析，确定故障位置、损坏程度。”但是声音、烟雾、温度数据分析无法确定故障在井下的具体位置，仅仅通过图像数据信息分析也只能得到一个非常模糊而宽泛的位置信息，并不能确定故障在井下的具体位置，在具体实施方式中也没有具体提及怎样通过这些数据确定故障位置，所以整个装置是没有故障定位功能的。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种传输信号稳定、具有故障定位功能的皮带运输机故障巡检装置。

一种皮带运输机故障巡检装置，包括皮带运输机数据采集装置、机外数据服务器，皮带运输机数据采集装置采集皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息并发送至机外数据服务器，皮带运输机数据采集装置包括导轨、巡检车、信息采集与控制部件，信息采集与控制部件设置在巡检车内，巡检车与导轨连接，导轨固定在外界的皮带运输机钢架的外侧，导轨上至少设置两个录入有不同数字编号的RFID标签。

优选的，所述导轨包括两块角钢和一块扁钢，两块角钢的V型口开口相对，扁钢的长边嵌入两块相对的角钢的V型口中并焊接，V型口的背面为导轨面，两块角钢的V型口的背面分别形成了上下两个导轨面。

优选的，所述巡检车还包括驱动胶轮、导向轮、下托紧胶轮、托轮压紧机构、驱动电机、支撑机架、挂载箱、充电插座，所述驱动胶轮和导向轮卡在导轨上面的导轨面上，驱动胶轮的轴穿过支撑机架与驱动电机的轴连接，驱动电机的机身固定在支撑机架上端，导向轮的轴的一端固定在支撑机架上，所述下托紧胶轮卡在导轨下面的导轨面上，托紧胶轮的轴穿过支撑机架与拖轮压紧机构连接，托轮压紧机构固定在支撑机架上，支撑机架的下端与挂载箱固定连接，所述信息采集与控制部件、蓄电池和电量计设置在挂载箱内，挂载箱背对运输机一侧还设置有显示器。

优选的，所述支撑机架包括驱动电机支撑板、竖直支撑板、清污板，驱动电机支撑板水平固定在竖直支撑板的上端，清污板设置在导向轮上方，用于清除导轨上面的导轨面的污渍，且清污板的长边固定在竖直支撑板上端的边沿处，驱动电机支撑板上表面固定驱动电机，竖直支撑板上还固定有拖轮压紧机构，拖轮压紧机构设置与下拖紧胶轮的轴匹配的通孔，拖轮压紧机构与下拖紧胶轮转动连接，竖直支撑板的下端还与挂载箱固定连接。

优选的，所述清污板包括水平端板、两个槽板，水平端板的一条长边固定在支撑板上端的边沿处，两个槽板分别垂直固定在水平端板的短边处，槽板的下端设置与导轨的角钢匹配的V型槽，槽板用于清除导轨上面的导轨面的污渍。

优选的，所述支撑机架还包括4个筋板，筋板的结构为直角三角形，两个筋板的一条直角边与驱动电机支撑板固定连接，两个筋板的另一条直角边与竖直支撑板固定连接，另外两个筋板的一条直角边与挂载箱固定连接，另外两个筋板的另一条直角边与竖直支撑板固定连接。

优选的，所述信息采集与控制部件包括振动传感器、可视红外热成像仪、摄像机、烟雾传感器、温度传感器、光电传感器、探照灯、控制器、存储器、声音传感器、RFID读写器，所述振动传感器、可视红外热像仪、摄像机、烟雾传感器、温度传感器、光电传感器、探照灯、声音传感器设置在挂载箱的导轨一侧的外壁上并与控制器连接，存储器、RFID读写器设置在挂载箱中并与控制器连接，控制器将振动传感器、可视红外热像仪、摄像机、烟雾传感器、温度传感器、光电传感器、声音传感器、RFID读写器采集到的信息存储到存储器中，控制器还控制驱动电机的运行，控制器还与显示器连接。

与现有技术相比，本发明通过无线通讯控制单元与机外数据服务器的近距离的无线数据传输，降低了成本，数据传输稳定，且导轨的外侧设置RFID标签，RFID标签内的数字编号与RFID标签所在导轨的位置相对应，信息采集与控制部件经过导轨的RFID标签时，信息采集与控制部件读取并存储RFID标签的数字编号，同时信息采集与控制部件还采集及存储皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息，工作人员根据数字编号确认皮带运输机的故障位置。

附图说明

图1为皮带运输机故障巡检装置的结构示意图。

图2为皮带运输机故障巡检装置的巡检车的侧视图。

图3为皮带运输机故障巡检装置的巡检车的正视图。

图中：皮带运输机故障巡检装置10、导轨11、角钢111、扁钢112、巡检车12、驱动胶轮121、导向轮122、下托紧胶轮123、托轮压紧机构124、驱动电机125、支撑机架126、驱动电机支撑板1261、竖直支撑板1262、清污板1263、水平端板12631、槽板12632、筋板1264、挂载箱127、蓄电池128、充电插座129、显示器120、信息采集与控制部件13、振动传感器1301、可视红外线成像仪1302、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、探照灯1307、RFID读写器1308、RFID标签14。

具体实施方式

请参看图1、图2和图3，皮带运输机巡检系统包括皮带运输机数据采集装置10、机外数据服务器30，皮带运输机数据采集装置10采集皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息并发送至机外数据服务器30，皮带运输机数据采集装置10包括导轨11、巡检车12、信息采集与控制部件13，信息采集与控制部件13设置在巡检车12内，巡检车12与导轨11连接，导轨11固定在皮带运输机钢架的外侧，导轨11的外侧还设置至少两个RFID标签14，RFID标签14录有数字编号，每一个RFID标签14内的数字编号表示该RFID标签14与皮带运输机的起点位置的距离，信息采集与控制部件13经过导轨的RFID标签14时，信息采集与控制部件13读取并存储RFID标签14的数字编号，同时信息采集与控制部件13还采集及存储皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息，数字编号与采集及存储皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息相对应，信息采集与控制部件13将存储的数字编号及与数字编号对应的皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息上传给机外数据服务器30，机外数据服务器30中存储有皮带运输机的运行状态信息和沿途环境信息的参照值，机外数据服务器30将由信息采集与控制部件13上传的皮带运输机的运行状态信息和沿途环境信息的数值与存储的皮带运输机的运行状态信息和沿途环境信息的参照值进行对比，在判断出信息采集与控制部件13上传的皮带运输机的运行状态信息和沿途环境信息与存储的皮带运输机的运行状态信息和沿途环境信息的参照值不对应时，将与信息采集与控制部件13上传的皮带运输机的运行状态信息和沿途环境信息对应的数字编号及预存的异常报警信息输出，以使工作人员根据数字编号确认皮带运输机的故障位置。具体的，皮带运输机的运行状态信息包括皮带运输机的振动信息、音频信息、热辐射信息，皮带运输机的沿途的环境信息包括皮带运输机沿途的视频信息、光感信息、环境温度信息、气体信息。由于皮带运输机是根据导轨11上的RFID标签14的数字编号进行故障定位，所以导轨11上的RFID标签14越密集，皮带运输机的定位越精确。在一较佳实施方式中，所述RFID标签14的数字编号依次为00000、00001、00002、……、99999，将录入数字编号的RFID标签14对应的设置在导轨11的外侧，录入“00000”数字编号的RFID标签14设置在皮带运输机的起点位置并作为RFID起点标签，录入“99999”的RFID标签14设置在皮带运输机的终点位置并作为RFID终点标签，编号数字的单位是米。

所述导轨11包括两块角钢111和一块扁钢112，两块角钢111的V型口开口相对，扁钢112的长边嵌入两块相对的角钢111的V型口中并焊接，V型口的背面为导轨面，两块角钢111的V型口的背面分别形成了上下两个导轨面。巡检车沿着导轨面行进。

所述巡检车12包括驱动胶轮121、导向轮122、下托紧胶轮123、托轮压紧机构124、驱动电机125、支撑机架126、挂载箱127、蓄电池128、充电插座129，所述驱动胶轮121和导向轮122卡在导轨11上面的导轨面上，驱动胶轮121的轴穿过支撑机架126与驱动电机125的轴连接，驱动电机125的机身固定在支撑机架126上端，导向轮122的轴的一端固定在支撑机架126上，所述下托紧胶轮123卡在导轨11下面的导轨面上，托紧胶轮123的轴穿过支撑机架126与托轮压紧机构124连接，托轮压紧机构124固定在支撑机架126上，支撑机架126的下端与挂载箱127固定连接，所述信息采集与控制部件1313设置在挂载箱127内，蓄电池128与充电插座129连接，蓄电池128设置电量计，通过电量计测量并显示蓄电池128剩余电量，充电插座129设置在挂载箱127侧壁上，挂载箱127背对运输机一侧还设置有显示器120，显示器120与电量计连接，以显示蓄电池128的剩余电量。

所述支撑机架126包括驱动电机支撑板1261、竖直支撑板1262、清污板1263，驱动电机支撑板1261水平固定在竖直支撑板1262的上端，清污板1263设置在导向轮122上方，用于清除导轨11上面的导轨面的污渍，且清污板1263的长边固定在竖直支撑板1262上端的边沿处，驱动电机支撑板1261上表面固定驱动电机125，竖直支撑板1262上还固定有托轮压紧机构124，托轮压紧机构124设置与下托紧胶轮123的轴匹配的通孔，托轮压紧机构124与下托紧胶轮123转动连接，竖直支撑板1262的下端还与挂载箱127固定连接。

由于皮带运输机一般在井下作业，矿下的粉尘较为严重，导轨的导轨面容易积灰，从而影响皮带运输机数据采集装置10的使用。设置清污板1263可以对导轨面进行清灰，从而降低皮带运输机数据采集装置10的故障率。

所述清污板1263包括水平端板12631、两个槽板12632，水平端板12631的一条长边固定在竖直支撑板1262上端的边沿处，两个槽板12632分别垂直固定在水平端板12631的两条短边处，槽板12632的下端设置与导轨11的角钢111匹配的V型槽，槽板12632用于清除导轨11上面的导轨面的污渍。

为了使驱动电机支撑板1261、竖直支撑板1262、挂载箱127之间的连接更加牢固可靠，所述支撑机架126还包括4个筋板1264，筋板1264的结构为直角三角形，两个筋板1264的一条直角边与驱动电机支撑板1261固定连接，两个筋板1264的另一条直角边与竖直支撑板1262固定连接，另外两个筋板1264的一条直角边与挂载箱127固定连接，另外两个筋板1264的另一条直角边与竖直支撑板1262固定连接。

所述信息采集与控制部件13包括振动传感器1301、可视红外线成像仪1302、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、探照灯1307、RFID读写器1308、控制器、存储器、声音传感器，所述振动传感器1301、可视红外线成像仪1301、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、探照灯1307、声音传感器设置在挂载箱127的导轨11一侧的外壁上并与控制器连接，存储器、RFID读写器1308设置在挂载箱127中并与控制器连接，控制器将振动传感器1301、可视红外线成像仪1302、摄像机1303、烟雾传感器1304、温度传感器1305、光电传感器1306、声音传感器、RFID读写器1308采集到的信息存储到存储器中，控制器与显示器120连接，显示器120用于显示信息采集与控制部件1313采集到的皮带运输机的运行状态信息和沿途的环境信息，控制器还控制驱动电机125的运行。

振动传感器1301用于采集皮带运输机的振动信息；可视红外线成像仪1302用于采集皮带运输机的热辐射信息；摄像机1303用于拍摄皮带运输机沿途的视频；烟雾传感器1304用于采集皮带运输机沿途的气体信息；温度传感器1305用于采集皮带运输机沿途的环境温度信息；光电传感器1306用于采集皮带运输机沿途的光感信息；声音传感器用于采集皮带运输机的声音信息。

以下描述皮带运输机巡检系统的工作过程：

工作人员检查皮带运输机数据采集装置10的存储空间、存电余量是否满足运行条件，如果满足运行条件，工作人员就操控遥控器40发出出发指令，如果不满足运行条件，就先释放存储器的存储空间或充电；

巡检车12接收到遥控器40传来的出发指令后将沿导轨行进并读写和存储导轨11外侧的RFID标签14的数字信息，同时采集和存储皮带运输机的辊筒和皮带发出的音频信息、振动信息并且采集和存储沿途的环境信息；

皮带运输机数据采集装置10判断采集到的录入数字编号的RFID标签14是否是RFID终点标签，如果是RFID终点标签，则返回并采集和存储回程的皮带运输机的辊筒和皮带发出的音频信息、振动信息并且采集和存储沿途的环境信息，如果不是RFID终点标签，就继续前进；

皮带运输机数据采集装置10判断采集到的RFID标签14是否是RFID起点标签，如果是RFID起点标签，则停止运行，如果不是RFID起点标签，就继续前进，读写和存储回程的RFID标签14的数字信息，同时采集和存储皮带运输机的辊筒和皮带发出的音频信息、振动信息并且采集和存储沿途的环境信息；

皮带运输机数据采集装置10停止运行后，将沿途存储的RFID标签14的数字信息和皮带运输机及沿途的环境信息发送至给机外数据服务器30，机外数据服务器30将把信息采集与控制部件13上传的皮带运输机和沿途环境信息的数值与参照值进行对比，判断信息采集与控制部件13上传的皮带运输机和沿途环境信息的数据是否有异常；

如果信息采集与控制部件13上传的皮带运输机和沿途环境信息的数据有异常，那么机外数据服务器30就根据RFID标签14的数字编号信息确定异常位置；

皮带运输机数据采集装置10充电并释放存储空间。

本实用新型的保护范围不限于实施例。凡技术人员按照本实用新型的思路在现有技术上通过逻辑分析、推断和等效替换得出的技术方案，均属于权利要求书中保护的范围。