井筒巡检系统轨道同步移动装置及其控制方法与流程
本发明涉及机械工程技术领域，具体涉及一种巡检系统轨道同步移动装置及其方法。
背景技术：
在矿业生产中，井筒是矿井通往地面的主要进出口，是矿井生产期间提升煤炭(或矸石)、升降人员、运送材料设备、通风和排水的咽喉工程。井筒在长时间的工作过程中，由于跨越地层多，地质条件复杂、运行环境恶劣等因素导致井筒发生纵向、环向和径向应变，这些应变短时间内极难发现，如果不能及时了解井筒及其关键设施的演变状态，很有可能由于长时间的积累导致井筒歪斜、提升系统导向装置变形、提升容器高速运行卡阻，甚至还有渐变积累至突变时引起的井筒断裂突水、提升容器断绳坠落等重大恶性事故。虽然《煤矿安全规程》对煤矿井筒设施规定了检查频率和要求，但目前井筒的巡检工作主要依靠人力来完成，效率低成本高，误判率高，细微变化不能及时被发现，并且很难形成矿井井筒全局巡检的连续性、系统性，常常由于未及时对纵深环境巡检修复而对工作于其中的工业基础设施造成难以修复的破坏和无法挽回的损失。
申请号cn201910207682.6提出了一种沿钢丝绳导轨捻向攀爬的机器人，该机器人可以沿着复杂的钢丝绳表面快速攀爬，解决了沿钢丝绳攀爬机器人运动不稳定且寿命低的问题，并提出利用机器人技术及无线传感网技术建立一套由巡检机器人组成的巡检系统对矿井井筒进行实时的监控，但是矿井井筒往往具有较大的半径并且井筒内具有相关的工业设备，在矿井井筒中布置一根固定的钢丝绳无法实现对于整个井筒的巡检。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供一种井筒巡检系统轨道同步移动装置，以解决钢丝绳移动装置沿井筒壁周向移动时存在的移动速度不同导致钢丝绳发生偏斜的问题。
为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：
一种井筒巡检系统轨道同步移动装置，包括上移动轨道、下移动轨道、上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置以及控制装置；上移动轨道、下移动轨道，对应地嵌入井筒的内壁，且上移动轨道位于下移动轨道的上方；上钢丝绳移动装置配装在上移动轨道中，而下钢丝绳移动装置则配装在下移动轨道中；其中：所述上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置，结构一致，均包括外壳、驱动电机以及若干个移动滚轮；所述外壳，设置有能够装夹钢丝绳的钢丝绳锁紧机构；所述移动滚轮，包括一个主动滚轮以及一个以上的从动滚轮；各移动滚轮均通过一根滚轮轴定位支撑，且各滚轮轴均通过轴承安装于外壳中；驱动电机的机座固定安装在外壳上，而驱动电机的动力输出端则通过减速器与支撑主动滚轮的滚轮轴连接；所述上移动轨道、下移动轨道，结构一致，均包括轨道本体，轨道本体上设置有滚动面，且滚动面沿着轨道本体的延伸方向均布有若干凹槽，相邻两个凹槽之间的间距为d；各凹槽内均设置有用于检测移动滚轮是否落入该凹槽并能够确定移动滚轮所落入凹槽的位置信息的位置检测装置；位置检测装置能够将所检测到的信息反馈至控制装置，并与控制装置信号连接；而控制装置则分别与上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机连接；控制装置能够根据位置检测装置所反馈的信息，自动控制上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机运行状态，促使上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置同步运动。
作为本发明的进一步改进，所述的控制装置，能够同步启动上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机，并施加相同的固定脉冲信号a，促使上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在各自驱动电机的动力驱动下，分别沿着各自对应的轨道本体的滚动面做理论步长为l的步进式移动，直至上钢丝绳移动装置的移动滚轮在前行过程中触发上移动轨道的某一凹槽ai中的位置检测装置给出响应、下钢丝绳移动装置的移动滚轮也在前行过程中同步触发下移动轨道的某一凹槽bj中的位置检测装置给出响应，使得控制装置同时接收到一组数据，分别为凹槽ai中的位置检测装置所检测的数据、凹槽bj中的位置检测装置所检测的数据；所述的控制装置，还能够根据上移动轨道的凹槽ai中的位置检测装置所反馈的信息、下移动轨道的凹槽bj中的位置检测装置所反馈的信息，判断上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在各自固定脉冲信号的作用下是否同步运行，以致上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置与下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置是否对应；若判断结果表明上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置运行不同步，且上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置落后于下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置，控制装置能够施加上移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号b，促使上钢丝绳移动装置沿着上移动轨道的滚动面继续前行，直至上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置为凹槽ai+k，与下移动轨道的凹槽bj所在位置对应；或者判断结果表明下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置落后于上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置，控制装置能够施加下移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号c，促使下钢丝绳移动装置沿着下移动轨道的滚动面继续前行，直至下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置为凹槽bj+k，与上移动轨道的凹槽ai所在位置对应。
作为本发明的进一步改进，所述位置检测装置包括两类，分别为a类位置检测装置以及b类位置检测装置；a类位置检测装置包括n个位置检测器，一一对应地设置于上移动轨道的各凹槽中，并按照在上移动轨道的各凹槽所在位置，从初始位置开始依次为位置检测器a0、位置检测器a1、位置检测器a2……位置检测器ai……位置检测器an，n为大于等于0的整数，；b类位置检测装置也包括n个位置检测装器，一一对应地设置于下移动轨道的各凹槽中，并按照在下移动轨道的各凹槽所在位置，从初始位置开始依次为位置检测器b0、位置检测器b1、位置检测器b2……位置检测器bj……位置检测器bn；a类位置检测装置中任一个位置检测器ai、b类位置检测装置中任一个位置检测器bj均能够分别与控制装置连接；所述的控制装置，能够接收a类位置检测装置中任一个位置检测器ai检测到的信息，并自动记录为
作为本发明的进一步改进，所述上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置均配置有导向机构；导向机构包括横向导向机构以及纵向导向机构；横向导向机构包括横向导向支架以及横向导向滚轮；横向导向支架一端与外壳连接，另一端则与横向导向滚轮连接，横向导向滚轮的轴向与移动滚轮所在的滚动面相平行；纵向导向机构包括纵向导向支架以及纵向导向滚轮；纵向导向支架一端与外壳连接，另一端则与纵向导向滚轮连接，纵向导向滚轮的轴向与移动滚轮所在的滚动面相垂直；主动滚轮在驱动电机的动力驱动下，配合横向导向机构、纵向导向机构的定位和导向，能够带动各从动滚轮始终沿着钢丝绳移动轨道移动。
作为本发明的进一步改进，所述轨道本体上还包括横向导向面以及纵向导向面；滚动面的一侧设置有与滚动面相垂直的纵向导向面，另一侧则设置有在转折位置处贯通的l形凹槽，该l形凹槽包括竖直槽以及横向槽，竖直槽的槽体延伸方向与滚动面相垂直，且竖直槽的槽口与滚动面齐平，横向槽的槽体延伸方向与滚动面相平行，且横向槽具有与滚动面相平行的横向导向面；各移动滚轮均直接置于滚动面的上方；横向导向支架置于竖直槽内，而横向导向滚轮置于横向槽内，且横向导向支架的一端穿出竖直槽后与外壳连接，横向导向支架的另一端则与勾拦住横向导向面的横向导向滚轮连接，横向导向滚轮与横向导向面线连接；纵向导向滚轮与纵向导向面线连接；主动滚轮在驱动电机的动力驱动下，能够带动横向导向滚轮沿着横向导向面滚动、带动纵向导向滚轮沿着纵向导向面滚动、带动各从动滚轮沿着滚动面滚动。
作为本发明的进一步改进，所述的外壳，呈环扇形设置；各滚轮轴均沿着环扇形外壳的径向布置；所述环扇形外壳的两径向截面端均设置有一个固定支架；每一个固定支架上均设置有一个纵向导向机构、一个横向导向机构；纵向导向机构设置在固定支架与环扇形外壳的内圆面相邻的一端；而横向导向机构则设置在固定支架与环扇形外壳的外圆面相邻的一端；分处于环扇形外壳的两径向截面端的两纵向导向机构对称设置，同时，分设在环扇形外壳的两径向截面端的两横向导向机构对称设置；纵向导向滚轮的轴线与环扇形外壳的环扇面相垂直；横向导向滚轮的轴线与环扇形外壳的环扇面相平行；纵向导向支架、横向导向支架在固定支架上的位置能够沿着环扇形外壳的径向调整。
本发明的另一个技术目的是提供一种井筒巡检系统轨道同步移动装置的控制方法，包括以下步骤：
(1)初始位置
将上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置均置于初始位置；此时，上钢丝绳移动装置的移动滚轮处于上移动轨道的凹槽a0中，而下钢丝绳移动装置的移动滚轮处于下移动轨道的凹槽b0中；
(2)供电
将上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机均与电源接通，并施加相同的固定脉冲信号a，促使上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在各自驱动电机的动力驱动下，分别沿着各自对应的轨道本体的滚动面做理论步长为l的移动后，停止供电；
(3)判断是否同时落入凹槽
上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在做理论步长为l的移动后，若能够同时检测到一组数据，包括上移动轨道的某一凹槽ai中的位置检测装置所检测的数据、下移动轨道的某一凹槽bj中的位置检测装置所检测的数据，表明上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置同时触发各自对应的轨道本体中某一凹槽ai、bj中的位置检测装置，此时，上钢丝绳移动装置的移动滚轮落入上移动轨道的凹槽ai中，下钢丝绳移动装置的移动滚轮落入下移动轨道的凹槽bj中；反之，则回到步骤(2)，直至上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置能够同时触发各自对应的移动导轨的某一凹槽ai、bj中的位置检测装置；
(4)判断是否同步运行
根据凹槽ai中的位置检测装置所反馈的信息、凹槽bj中的位置检测装置所反馈的信息，判断上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置是否同步运行：当判断结果表明上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置同步运行时，上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置与下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置对应；若判断结果表明上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置落后于下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置，控制装置能够施加上移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号b，促使上钢丝绳移动装置沿着上移动轨道的滚动面继续前行，直至上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置为凹槽ai+k，与下移动轨道的凹槽bj所在位置对应；或者判断结果表明下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置落后于上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置，控制装置能够施加下移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号c，促使下钢丝绳移动装置沿着下移动轨道的滚动面继续前行，直至下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置为凹槽bj+k，与上移动轨道的凹槽ai所在位置对应。
作为本发明的进一步改进，所述位置检测装置包括两类，所述位置检测装置包括两类，分别为a类位置检测装置以及b类位置检测装置；a类位置检测装置包括n个位置检测器，一一对应地设置于上移动轨道的各凹槽中，并按照在上移动轨道的各凹槽所在位置，从初始位置开始依次为位置检测器a0、位置检测器a1、位置检测器a2……位置检测器ai……位置检测器an，n为大于等于0的整数，；b类位置检测装置也包括n个位置检测装器，一一对应地设置于下移动轨道的各凹槽中，并按照在下移动轨道的各凹槽所在位置，从初始位置开始依次为位置检测器b0、位置检测器b1、位置检测器b2……位置检测器bj……位置检测器bn；a类位置检测装置中任一个位置检测器ai、b类位置检测装置中任一个位置检测器bj均能够分别与控制装置连接；步骤(3)中，通过能否在同一时刻t接收到一组数据
本发明的第三个技术目的提供一种井筒巡检系统轨道同步移动装置的控制装置，包括中央处理单元，该中央处理单元中运行有计算机程序，该计算机程序可被执行以实现上面任一项所述的控制方法。
本发明的第四个技术目的是提供一种计算机可读介质，存储有计算机程序，该计算机程序可被执行以实现上面任一项所述的方法。
根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的优点：
(1)钢丝绳移动装置的移动由电路(控制装置、位置信号检测装置)控制，对于电路控制所产生的误差，由机械机构(滚动面上的凹槽)进行校准，使上、下钢丝绳移动装置的同步移动更可靠。
(2)钢丝绳移动轨道上凹槽可以根据巡检的精度进行细分，适用于多种工况的巡检。
(3)钢丝绳移动装置处于凹槽内时，受到凹槽对滚轮的作用力使钢丝绳移动装置固定在凹槽处，防止钢丝绳移动装置左右晃动，不需要额外的机构对移动装置进行固定。
附图说明
图1为井筒巡检系统中，装夹有钢丝绳的钢丝绳移动装置配装在井筒壁上所设置的钢丝绳移动轨道上的结构示意图；
图2是图1的a-a剖视图；
图3是图1中钢丝绳移动装置的立体结构示意图；
图4是图1中钢丝绳移动装置的俯视图；
图5是横向导向机构的结构示意图；
图6是钢丝绳移动装置配装在钢丝绳移动轨道中的剖视结构放大图；
图7是本发明钢丝绳移动装置同步运动控制方法流程图；
图8是本发明移动装置位置检测方法流程图；
图9是本发明所述上移动轨道、下移动轨道的展开结构示意图；
图中：1、钢丝绳移动轨道；2、钢丝绳移动装置；2-1、外壳的环扇形面；2-2、外壳的径向截面端；2-3、钢丝绳张紧机构；2-4、电机；2-5、连接螺栓；2-6、减速器端盖；2-7、弹簧；2-8、横杆；2-9、纵向导向支架；2-10、纵向导向滚轮；2-11、横向导向支架；2-12、横向导向滚轮；2-13、从动滚轮；2-14、减速器；2-15、主动滚轮；2-16、轴承；2-17、横向导向滚轮的限位螺母；2-18、套筒；3、凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。
如图1至9所示，本发明所述的井筒巡检系统轨道同步移动装置，能够同步带动中国专利cn201910207682.6所提出的沿钢丝绳导轨捻向攀爬的机器人，沿着井筒壁周向进行移动，从而对井筒的周向巡检，以得到更好的监测效果。
具体地，所述的轨道同步移动装置，如图1、图2所示，包括设置于井筒内的钢丝绳移动轨道以及能够携带着钢丝绳沿着钢丝绳移动轨道移动的钢丝绳移动装置；井筒中心为罐笼、平衡锤或其他工作设备，因此，为有效避免干扰井筒内部工作设备的正常工作，钢丝绳移动轨道布置在井筒内部靠近井筒壁的位置，由此可知，贴近井筒壁布置可有效避免干扰井筒内部工作设备的正常工作。其中：
所述钢丝绳移动轨道具有两条(附图2中仅有一条钢丝绳移动轨道)，分别为上移动轨道、下移动轨道，对应地嵌入井筒的内壁，且上移动轨道位于下移动轨道的上方；钢丝绳移动装置，具有两个，分别为上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置；上移动轨道中配装上钢丝绳移动装置，下移动轨道中配装下钢丝绳移动装置。
所述钢丝绳移动装置，如图3-6所示，包括外壳、驱动电机以及若干个移动滚轮；移动滚轮的尺寸和数量可以由具体的负载所决定，移动滚轮的外缘可以包裹有聚氨酯或其他缓冲材料，以降低钢丝绳移动装置的振动对钢丝绳移动轨道的冲击。附图中，移动滚轮具有两个。
所述外壳，设置有钢丝绳锁紧机构，以通过钢丝绳锁紧机构锁住供机器人攀爬的钢丝绳；该钢丝绳锁紧机构可以采用目前市售的钢丝绳卡绳器，当然也可以采用其它机构进行锁紧限位。钢丝绳卡绳器的数目可以为1个，也可以为2个以上。当钢丝绳移动轨道只有一条时，钢丝绳卡绳器的数目至少具有两个，以便于能够携带着机器人攀爬的钢丝绳沿井筒内移动。
所述移动滚轮，包括一个主动滚轮以及一个以上的从动滚轮(附图中从动滚轮只有一个)；各移动滚轮均通过一根滚轮轴定位支撑，且各滚轮轴均通过轴承安装于外壳中；驱动电机的机座固定安装在外壳上，而驱动电机的动力输出端则通过减速器与支撑主动滚轮的滚轮轴连接；主动滚轮在驱动电机的动力驱动下，能够带动各从动滚轮沿着钢丝绳移动轨道移动。
具体地，从动滚轮由滚轮轴和圆柱滚子轴承与外壳进行连接，两端依靠轴承端盖进行轴向限位；主动滚轮由滚轮轴和圆柱滚子轴承与外壳进行连接，一端依靠轴承端盖进行轴向限位，另一端与减速器相连，驱动电机的动力由驱动电机经过减速器传输到主动滚轮上。
为确保钢丝绳移动装置能够按照预设的轨迹(井筒壁周向)沿着钢丝绳移动轨道移动，本发明所述钢丝绳移动装置配置有导向机构；导向机构包括横向导向机构以及纵向导向机构；其中，纵向导向机构用于实现钢丝绳移动装置与钢丝绳移动轨道之间的纵向(井筒的轴线方向)定位，能够防止钢丝绳移动装置发生侧偏；横向导向机构用于实现钢丝绳移动装置与钢丝绳移动轨道之间的横向(与井筒的轴向相垂直的方向)定位。
横向导向机构包括横向导向支架以及横向导向滚轮；横向导向支架一端与外壳连接，另一端则与横向导向滚轮连接，横向导向滚轮的轴向与移动滚轮所在的滚动面相平行。具体地，如图5所示，横向导向支架为呈l形设置的l形杆，包括竖直段(l形杆与井筒的轴向相平行的一段)以及横直段(l形杆与井筒的横向相平行的一段)，竖直段与外壳连接，横直段上设置有轴肩，轴肩外侧的横直段上配装有横向导向滚轮，且横向导向滚轮与横直段之间安装有轴承，横向导向滚轮外侧的横直段上螺纹配装有限位螺母，由此可知，横向导向滚轮的一侧通过轴肩定位，另一侧则依靠限位螺母定位。纵向导向机构包括纵向导向支架以及纵向导向滚轮；纵向导向支架一端与外壳连接，另一端则与纵向导向滚轮连接，纵向导向滚轮的轴向与移动滚轮所在的滚动面相垂直；主动滚轮在驱动电机的动力驱动下，配合横向导向机构、纵向导向机构的定位和导向，能够带动各从动滚轮始终沿着钢丝绳移动轨道移动。
为便于钢丝绳移动装置的各移动滚轮、导向机构的各导向滚轮(包括横向导向滚轮、纵向导向滚轮)的安装，如图6所示，本发明所述钢丝绳移动轨道包括滚动面、横向导向面以及纵向导向面；滚动面的一侧设置有与滚动面相垂直的纵向导向面，另一侧则设置有在转折位置处贯通的l形凹槽，该l形凹槽包括竖直槽以及横向槽，竖直槽的槽体延伸方向与滚动面相垂直，且竖直槽的槽口与滚动面齐平，横向槽的槽体延伸方向与滚动面相平行，且横向槽具有与滚动面相平行的横向导向面；各移动滚轮均直接置于滚动面的上方；横向导向支架置于竖直槽内，而横向导向滚轮置于横向槽内，且横向导向支架的一端穿出竖直槽后与外壳连接，横向导向支架的另一端则与勾拦住横向导向面的横向导向滚轮连接，横向导向滚轮与横向导向面线连接；纵向导向滚轮与纵向导向面线连接；主动滚轮在驱动电机的动力驱动下，能够带动横向导向滚轮沿着横向导向面滚动、带动纵向导向滚轮沿着纵向导向面滚动、带动各从动滚轮沿着滚动面滚动。本发明所述的钢丝绳移动轨道所具有的这一结构形式，一方面可以为各导向滚轮提供导向工作面(横向导向面、纵向导向面)、为各移动滚轮提供移动工作面(滚动面)，另一方面，还可以为横向导向机构提供安装空间，并通过特定的安装方式，将钢丝绳移动装置的主体部分(外壳及分别安装在外壳的各移动滚轮、驱动电机、滚轮轴)通过横向导向机构嵌装到钢丝绳移动轨道中。由此可知，本发明所述的横向导向机构不仅具有横向导向作用，同时还作为钢丝绳移动装置的主体部分与钢丝绳移动轨道之间的连接桥梁。
为使得钢丝绳移动装置沿着井筒壁周向运动，本发明将所述外壳设置成环扇形，该环扇形外壳，参考附图5，以图示方向为准，通过上环扇板、左侧板、右侧板、前侧弧形板、后侧弧形板围接而成的一个下环扇形端面敞口的半封闭壳体。其中：左侧板、右侧板分别对应布置在环扇形外壳的左、右径向截面端；前侧弧形板位于该环扇形外壳的外圆面，后侧弧形板位于该环扇形外壳的内圆面。此时，驱动电机直接安装在上环扇板的上表面，各滚轮轴均沿着环扇形外壳的径向布置；而各移动滚轮能够露出环扇形外壳的下环扇形敞口端面设置，以使得各移动滚轮能够直接接触钢丝绳移动轨道的滚动面。
根据不同的负载选用不同的驱动电机时，可以根据实际需要增加电机座、联轴器等设施进行固定。
为实现导向机构与外壳的连接，同时保证导向的平稳，本发明所述环扇形外壳的两径向截面端均设置有一个固定支架；每一个固定支架上均设置有一个纵向导向机构、一个横向导向机构；纵向导向机构设置在固定支架与环扇形外壳的内圆面相邻的一端；而横向导向机构则设置在固定支架与环扇形外壳的外圆面相邻的一端；分处于环扇形外壳的两径向截面端的两纵向导向机构对称设置，同时，分设在环扇形外壳的两径向截面端的两横向导向机构对称设置；纵向导向滚轮的轴线与环扇形外壳的环扇面相垂直；横向导向滚轮的轴线与环扇形外壳的环扇面相平行；纵向导向支架、横向导向支架在固定支架上的位置能够沿着环扇形外壳的径向调整。
具体地，所述固定支架包括一根以上的横杆，各横杆沿着环扇形外壳的径向截面端的高度方向等距分布；所述环扇形外壳的径向截面端设置有固定块；各横杆通过固定块支撑固定并沿着环扇形外壳的径向设置，且横杆的两端均螺纹配合连接有锁紧螺母；纵向导向支架针对每一根横杆均设置有一个安装孔a；纵向导向支架通过各安装孔a套接在相应横杆上，且纵向导向支架与固定块之间的每一根横杆外围均套接有一根弹簧a，设置弹簧a可以降低纵向导向机构运动时的振动对钢丝绳移动装置主体部分移动的干扰；横向导向支架针对每一根横杆均设置有一个安装孔b；横向导向支架通过安装孔b套接在相应横杆上，且横向导向支架与固定块之间的每一根横杆外围均套接有一根弹簧b，设置弹簧b可以降低横向导向机构运动时的振动对钢丝绳移动装置主体部分移动的干扰。
上钢丝绳移动装置组中各钢丝绳移动装置的外壳，均通过各自横向导向机构的横向导向滚轮嵌装在上移动轨道中，而位于上移动轨道的滚动面上方；且上钢丝绳移动装置组中各钢丝绳移动装置的移动滚轮均与上移动轨道的滚动面线连接；下钢丝绳移动装置组中各钢丝绳移动装置的外壳，均通过各自横向导向机构的横向导向滚轮嵌装在下移动轨道中，而悬挂在下移动轨道的滚动面下方；且下钢丝绳移动装置组中各钢丝绳移动装置的移动滚轮均与下移动轨道的滚动面线连接。工作时，上钢丝绳移动装置组、下钢丝绳移动装置组可以独立运动，转速相同时，机器人可以巡检整个井筒壁；差速移动时，机器人可以巡检整个井筒内部。
进一步地，所述钢丝绳移动轨道为环形轨道；该环形轨道通过若干段圆弧轨道拼接而成。具体地，根据井筒内部罐道梁和工作设备的位置，钢丝绳轨道可以由多个圆弧轨道分段组成，分布在没有罐道梁和工作设备干涉的位置。每个圆弧轨道根据实际需要可以单独布置一组钢丝绳移动装置，也可以多个轨道共用一组钢丝绳移动装置。
由于上、下钢丝绳移动装置组之间没有刚性连接，故在钢丝绳移动过程中会由于上、下钢丝绳移动装置组的移动速度不同累计的误差，造成钢丝绳的偏斜，甚至缠绕在井筒内的工作设备上。因此，如图1所示，本发明所述的钢丝绳移动轨道包括轨道本体，轨道本体的滚动面，周向均匀地设置有若干凹槽。凹槽在钢丝绳移动轨道上等间隔分布，凹槽的间距d可以根据实际巡检的需要确定。将钢丝绳移动装置组在钢丝绳移动轨道上的圆周运动划分成多个运动点，则钢丝绳移动装置组在钢丝绳移动轨道上移动时以凹槽为单位，上、下钢丝绳移动装置组同时进行移动，各前进一格，从而保证钢丝绳始终处于竖直状态。所述移动装置具有自己的控制装置，根据指令控制上、下钢丝绳移动装置组同时移动，钢丝绳移动轨道上的凹槽作为辅助限位装置，以凹槽为节点，将钢丝绳移动装置组在钢丝绳移动轨道上的移动转化为由一个凹槽向另一个凹槽移动的过程。简而言之，本发明所述凹槽为矩形状，且凹槽所在矩形短边中心线之间的平分线沿着圆环形轨道的半径方向，与钢丝绳移动装置的滚轮轴向相同，钢丝绳移动装置在钢丝绳移动轨道上面沿着钢丝绳移动轨道进行移动，滚轮依次经过各个凹槽，利用凹槽的固定位置限制上、下钢丝绳移动装置组处于同一竖直线上。
所述钢丝绳移动轨道的凹槽除了为长方体，还可以为圆柱体、棱台等形状，也可以具有不同的深度，以方便不同体积的钢丝绳移动装置的移动以及与凹槽的配合。当钢丝绳移动装置在凹槽内处于除了中间位置以外的其它位置时，钢丝绳移动装置的受力无法达到受力平衡。此时钢丝绳移动装置均可以在钢丝绳张力与凹槽对钢丝绳移动装置支持力的作用下滚动到凹槽的中间位置，从而达到凹槽对钢丝绳移动装置限位的效果。
所述钢丝绳移动轨道的凹槽的宽度，可以根据钢丝绳移动装置的控制精度所确定，即使钢丝绳移动装置在移动过程中产生一定的误差，在断电后仍可以根据钢丝绳移动装置的重力和钢丝绳的张紧力滑回至凹槽的中间位置。
所述钢丝绳移动轨道的凹槽内布置有相应的传感器(位置检测装置)，如采用距离传感器或压力传感器，但不限于这两种，其他可以满足需求的传感器也可，用于检测钢丝绳移动装置是否落入凹槽内，并记录上、下钢丝绳移动装置所在的位置。位置检测装置能够将所检测到的信息反馈至控制装置，并与控制装置信号连接；而控制装置则分别与上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机连接；控制装置能够根据位置检测装置所反馈的信息，自动控制上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机运行状态，促使上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置同步运动。
如图7、图8所示，本发明公开了一种井筒巡检系统轨道同步移动控制方法，包括以下步骤：
(1)初始位置
将上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置均置于初始位置；此时，上钢丝绳移动装置的移动滚轮处于上移动轨道的凹槽a0中，而下钢丝绳移动装置的移动滚轮处于下移动轨道的凹槽b0中；
(2)供电
将上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机均与电源接通，并施加相同的固定脉冲信号a，促使上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在各自驱动电机的动力驱动下，分别沿着各自对应的轨道本体的滚动面做理论步长为l的移动后，停止供电；
(3)判断是否同时落入凹槽
上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在做理论步长为l的移动后，若能够同时检测到一组数据，包括上移动轨道的某一凹槽ai中的位置检测装置所检测的数据、下移动轨道的某一凹槽bj中的位置检测装置所检测的数据，表明上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置同时触发各自对应的轨道本体中某一凹槽ai、bj中的位置检测装置，此时，上钢丝绳移动装置的移动滚轮落入上移动轨道的凹槽ai中，下钢丝绳移动装置的移动滚轮落入下移动轨道的凹槽bj中；反之，则回到步骤(2)，直至上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置能够同时触发各自对应的移动导轨的某一凹槽ai、bj中的位置检测装置；i,j∈n，n表示上移动轨道/下移动轨道的凹槽总数，且n≥0。
(4)判断是否同步运行
根据凹槽ai中的位置检测装置所反馈的信息、凹槽bj中的位置检测装置所反馈的信息，判断上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置是否同步运行：当判断结果表明上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置同步运行时，上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置与下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置对应；若判断结果表明上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置落后于下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置，控制装置能够施加上移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号b，促使上钢丝绳移动装置沿着上移动轨道的滚动面继续前行，直至上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置为凹槽ai+k，与下移动轨道的凹槽bj所在位置对应，此时的i+k＝j；或者判断结果表明下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置落后于上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置，控制装置能够施加下移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号c，促使下钢丝绳移动装置沿着下移动轨道的滚动面继续前行，直至下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置为凹槽bj+k，与上移动轨道的凹槽ai所在位置对应，此时j+k＝i。
根据上述的控制方法，可知：本发明所述的控制装置，能够同步启动上钢丝绳移动装置的驱动电机、下钢丝绳移动装置的驱动电机，并施加相同的固定脉冲信号a，促使上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在各自驱动电机的动力驱动下，分别沿着各自对应的轨道本体的滚动面做理论步长为l的步进式移动，直至上钢丝绳移动装置的移动滚轮在前行过程中触发上移动轨道的某一凹槽ai中的位置检测装置给出响应、下钢丝绳移动装置的移动滚轮也在前行过程中同步触发下移动轨道的某一凹槽bj中的位置检测装置给出响应，使得控制装置同时接收到一组数据，分别为凹槽ai中的位置检测装置所检测的数据、凹槽bj中的位置检测装置所检测的数据；所述的控制装置，还能够根据上移动轨道的凹槽ai中的位置检测装置所反馈的信息、下移动轨道的凹槽bj中的位置检测装置所反馈的信息，判断上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置在各自固定脉冲信号的作用下是否同步运行，以致上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置与下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置是否对应；若判断结果表明上钢丝绳移动装置、下钢丝绳移动装置运行不同步，且上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置落后于下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置，控制装置能够施加上移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号b，促使上钢丝绳移动装置沿着上移动轨道的滚动面继续前行，直至上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置为凹槽ai′，与下移动轨道的凹槽bj所在位置对应；或者判断结果表明下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置落后于上钢丝绳移动装置的移动滚轮在上移动轨道的所在位置，控制装置能够施加下移动轨道的驱动电机以另一脉冲信号c，促使下钢丝绳移动装置沿着下移动轨道的滚动面继续前行，直至下钢丝绳移动装置的移动滚轮在下移动轨道的所在位置为凹槽bj′，与上移动轨道的凹槽ai所在位置对应。
本发明可以提供一种井筒巡检系统轨道同步移动装置的控制装置，包括中央处理单元，该中央处理单元中运行有计算机程序，该计算机程序可被执行以实现上述的控制方法。
本发明还可以提供一种计算机可读介质，存储有计算机程序，该计算机程序可被执行以实现上述的方法。
本发明中，将位置检测装置所检测的信息与位置检测装置在滚动面上凹槽的所在位置关联，从而能够较为便捷地判断上、下移动装置是否同步运行，具体是：
如图9所示，所述位置检测装置包括两类，分别为a类位置检测装置以及b类位置检测装置；a类位置检测装置包括n个位置检测器，一一对应地设置于上移动轨道的各凹槽中，并按照在上移动轨道的各凹槽(从初始位置开始，各凹槽顺序为：凹槽a0、凹槽a1、凹槽a2……凹槽ai……凹槽an)所在位置，从初始位置开始依次为位置检测器a0、位置检测器a1、位置检测器a2……位置检测器ai……位置检测器an，n为大于等于0的整数，即将上移动轨道的各位置检测器与上移动轨道的各凹槽按序一一对应布置；b类位置检测装置也包括n个位置检测器，一一对应地设置于下移动轨道的各凹槽中，并按照在下移动轨道的各凹槽(从初始位置开始，各凹槽顺序为：凹槽b0、凹槽b1、凹槽b2……凹槽bi……凹槽bn)所在位置，从初始位置开始依次为位置检测器b0、位置检测器b1、位置检测器b2……位置检测器bj……位置检测器bn，即将下移动轨道的各位置检测器与下移动轨道的各凹槽按序一一对应布置。
a类位置检测装置中任一个位置检测器ai、b类位置检测装置中任一个位置检测器bj均能够分别与控制装置连接；所述的控制装置，能够接收a类位置检测装置中任一个位置检测器ai检测到的信息，并自动记录为
因此，步骤(3)中，通过能否在同一时刻t接收到一组数据
由于本发明所述的上移动轨道、下移动轨道的各凹槽中的位置检测装置采用上述的布置方式，因此，本发明所述的控制装置，在同一时刻接收到一组数据
本发明具体实施例操作方法：
第一步，启动阶段。确认上、下钢丝绳移动装置是否在对应凹槽起始点上，为上、下钢丝绳移动装置通电，并为上、下钢丝绳移动装置输入相同的固定脉冲数目，使各钢丝绳移动装置开始移动并移动固定的长度。
第二步，运行阶段。待各钢丝绳移动装置运行完固定脉冲后，为钢丝绳移动装置断电，使得钢丝绳移动装置移动产生的位置误差在钢丝绳张力的作用下滑动到凹槽内的准确位置。启动凹槽内的检测装置，判断钢丝绳移动装置是否准确进入凹槽内，并判断钢丝绳移动装置落入凹槽内的位置。根据上、下钢丝绳移动装置落入凹槽内的位置，调节上、下钢丝绳移动装置的运行，使上、下钢丝绳移动装置落入既定的位置，并开始井筒的纵向巡检。巡检结束后，重复钢丝绳移动装置移动过程。完成整个井筒的巡检。
第三步，停止阶段，待井筒巡检工作结束后，返回钢丝绳移动装置起点。等待下一次巡检任务开始。
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