煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，包括上位监控主机和多个煤矿井下瓦斯浓度监测机器人；煤矿井下瓦斯浓度监测机器人包括机器人本体、行走底盘、电动行走驱动机构和电子线路板，电子线路板上设置有瓦斯浓度监测单元、行走位置监测单元、行走方向监测单元、根据瓦斯浓度监测单元所监测信息绘制出所监测区域瓦斯浓度随时间变化曲线并相应推出各时刻瓦斯浓度变化率的数据处理器、参数输入单元一、参数输入单元二、报警指示单元、数据存储单元、远程无线通信单元和时钟电路。本发明结构设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能在搜救过程中同步监测搜救区域周侧瓦斯浓度、并能对瓦斯浓度变化情形自动进行分析处理。
【专利说明】煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实时监测系统，尤其是涉及一种煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统。
【背景技术】
[0002]近年来，我国煤矿安全事故频发，造成了重大人员伤亡和巨大的经济损失，煤矿安全生产问题受到社会各界的关注，其中瓦斯爆炸是煤矿安全事故的一个重要方面。瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应，瓦斯爆炸的条件是一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。当煤矿安全事故发生后，现场环境复杂恶劣，充满未知和不确定性的因素，严重威胁搜救人员的生命安全，给搜救工作的部署和实施带来严峻考验。而灾难发生后的48小时是实施营救的关键时间，否则超过48小时被困者生还的可能性就变得很小。而救援机器人可代替搜救人员提前进入现场执行搜救探测任务，其可深入到复杂、危险或不确定的灾害现场，探测未知环境信息，搜索和营救被困者。但是由于搜救时间紧迫，实际执行搜救任务时，一般只采用搜救机器人提前对事故现场环境进行大致探测，且确定安全搜救区域后，搜救人员便需及时进入搜救区域。然而，事故现场的环境状态可能会不断发生变化，尤其是瓦斯浓度变化较快，其直接威胁着搜救人员的生命安全，这就需要一种结构设计合理、使用操作简便且能在搜救过程中同步对搜救区域周侧的瓦斯浓度进行同步监测、并能对瓦斯浓度变化情形进行自动分析处理的煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，因而能有效确保搜救人员的生命安全。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其结构设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能在搜救过程中同步对搜救区域周侧的瓦斯浓度进行监测、并能对瓦斯浓度变化情形自动进行分析处理。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征在于:包括布设于地面上的上位监控主机和多个能在煤矿井下平稳行走的煤矿井下瓦斯浓度监测机器人，多个所述煤矿井下瓦斯浓度监测机器人均由上位监控主机进行远程控制；所述煤矿井下瓦斯浓度监测机器人包括机器人本体、带动所述机器人本体进行前后移动且安装在所述机器人本体底部的行走底盘、对行走底盘进行驱动的电动行走驱动机构和安装于所述机器人本体上的电子线路板，所述电动行走驱动机构与行走底盘之间通过传动机构进行传动连接；所述电子线路板上设置有对煤矿井下的瓦斯浓度进行实时监测的瓦斯浓度监测单元、对所述机器人本体的行走位置进行实时监测的行走位置监测单元、对所述机器人本体的行走方向进行实时监测的行走方向监测单元、根据瓦斯浓度监测单元所监测信息绘制出所监测区域瓦斯浓度随时间变化曲线并相应推算出各时刻瓦斯浓度变化率的数据处理器、用于输入瓦斯浓度报警阈值的参数输入单元一、用于输入瓦斯浓度变化率报警阈值的参数输入单元二、由数据处理器进行控制的报警指示单元以及分别与数据处理器相接的数据存储单元、远程无线通信单元和时钟电路，所述瓦斯浓度监测单元、行走位置监测单元、行走方向监测单元、参数输入单元一、参数输入单元二和报警指示单元均与数据处理器相接，所述电动行走驱动机构由数据处理器进行控制且其与数据处理器相接，所述数据处理器通过远程无线通信单元与上位监控主机进行双向通信。
[0005]上述煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征是:还包括多个分别由搜救人员手持的手持式无线通信终端，所述电子线路板上还设置有与数据处理器相接的无线通信模块，所述手持式无线通信终端通过无线通信模块与数据处理器进行双向通信。
[0006]上述煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征是:所述电子线路板上还设置有与数据处理器相接的显示单元。
[0007]上述煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征是:所述机器人本体上还安装有通风机，所述通风机由数据处理器进行控制且其与数据处理器相接。
[0008]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0009]1、结构简单且电路设计合理，投入成本低，安装布设简便。
[0010]2、电路简单且接线方便。
[0011]3、使用操作简便且智能化程度高。
[0012]4、使用效果好且实用价值高，能在搜救过程中同步对搜救区域周侧的瓦斯浓度进行同步监测、并能对瓦斯浓度变化情形进行自动分析处理，并作出相应的报警提示，因而能有效确保搜救人员的生命安全。同时，还可通过通风机进行通风处理，以降低危险系数。另外，本发明也非常方便上位监控主机与无线通信终端查询，上位监控机可简便对安全搜救路线探测机器人的行走路线进行调整，以方便对机器人的监测区域进行更换。
[0013]5、适用范围广且推广应用前景广泛。
[0014]综上所述，本发明结构设计合理、操作简便且智能化程度高、使用效果好，能在搜救过程中同步对搜救区域周侧的瓦斯浓度进行监测、并能对瓦斯浓度变化情形自动进行分析处理，且同步作出相应的报警提示。
[0015]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的电路原理框图。
[0017]附图标记说明:
[0018]1 一上位监控主机； 2—煤矿井下瓦斯浓度监测机器人；
[0019]2-1 一行走底盘；2-2 —电动行走驱动机构；
[0020]2-3—瓦斯浓度监测单元；
[0021] 2-4—行走位置监测单元；
[0022]2-5—行走方向监测单元；2-6—数据处理器；
[0023]2-7—参数输入单元一 ；2-8—参数输入单元二 ； 2_9—报警指示单元；
[0024]2-10一数据存储单兀；2-11—远程无线通彳目单兀；
[0025]2~12 一无线通f目丰旲块；2-13—时钟电路；2-14—显不单兀；
[0026]2-15一通风机；3—手持式无线通/[目终端。【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本发明包括布设于地面上的上位监控主机I和多个能在煤矿井下平稳行走的煤矿井下瓦斯浓度监测机器人2，多个所述煤矿井下瓦斯浓度监测机器人2均由上位监控主机I进行远程控制。所述煤矿井下瓦斯浓度监测机器人2包括机器人本体、带动所述机器人本体进行前后移动且安装在所述机器人本体底部的行走底盘2-1、对行走底盘2-1进行驱动的电动行走驱动机构2-2和安装于所述机器人本体上的电子线路板，所述电动行走驱动机构2-2与行走底盘2-1之间通过传动机构进行传动连接。所述电子线路板上设置有对煤矿井下的瓦斯浓度进行实时监测的瓦斯浓度监测单元2-3、对所述机器人本体的行走位置进行实时监测的行走位置监测单元2-4、对所述机器人本体的行走方向进行实时监测的行走方向监测单元2-5、根据瓦斯浓度监测单元2-3所监测信息绘制出所监测区域瓦斯浓度随时间变化曲线并相应推算出各时刻瓦斯浓度变化率的数据处理器2-6、用于输入瓦斯浓度报警阈值的参数输入单元一 2-7、用于输入瓦斯浓度变化率报警阈值的参数输入单元二 2-8、由数据处理器2-6进行控制的报警指示单元2-9以及分别与数据处理器2-6相接的数据存储单元2-10、远程无线通信单元2-11和时钟电路2-13，所述瓦斯浓度监测单元2-3、行走位置监测单元2-4、行走方向监测单元2-5、参数输入单元一 2-7、参数输入单元二 2-8和报警指示单元2-9均与数据处理器2-6相接，所述电动行走驱动机构2-2由数据处理器2-6进行控制且其与数据处理器2-6相接，所述数据处理器2-6通过远程无线通信单元2-11与上位监控主机I进行双向通信。
[0028]本实施例中，本发明还包括多个分别由搜救人员手持的手持式无线通信终端3，所述电子线路板上还设置有与数据处理器2-6相接的无线通信模块2-12，所述手持式无线通信终端3通过无线通信模块2-12与数据处理器2-6进行双向通信。
[0029]所述电子线路板上还设置有与数据处理器2-6相接的显示单元2-14。
[0030]本实施例中，所述机器人本体上还安装有通风机2-15，所述通风机2-15由数据处理器2-6进行控制且其与数据处理器2-6相接。
[0031]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征在于:包括布设于地面上的上位监控主机(I)和多个能在煤矿井下平稳行走的煤矿井下瓦斯浓度监测机器人(2)，多个所述煤矿井下瓦斯浓度监测机器人(2)均由上位监控主机(I)进行远程控制；所述煤矿井下瓦斯浓度监测机器人(2)包括机器人本体、带动所述机器人本体进行前后移动且安装在所述机器人本体底部的行走底盘(2-1)、对行走底盘(2-1)进行驱动的电动行走驱动机构(2-2 )和安装于所述机器人本体上的电子线路板，所述电动行走驱动机构(2-2)与行走底盘(2-1)之间通过传动机构进行传动连接；所述电子线路板上设置有对煤矿井下的瓦斯浓度进行实时监测的瓦斯浓度监测单元(2-3)、对所述机器人本体的行走位置进行实时监测的行走位置监测单元(2-4)、对所述机器人本体的行走方向进行实时监测的行走方向监测单元(2-5)、根据瓦斯浓度监测单元(2-3)所监测信息绘制出所监测区域瓦斯浓度随时间变化曲线并相应推算出各时刻瓦斯浓度变化率的数据处理器(2-6)、用于输入瓦斯浓度报警阈值的参数输入单元一(2-7)、用于输入瓦斯浓度变化率报警阈值的参数输入单元二(2-8)、由数据处理器(2-6)进行控制的报警指示单元(2-9)以及分别与数据处理器(2-6)相接的数据存储单元(2-10)、远程无线通信单元(2-11)和时钟电路(2-13)，所述瓦斯浓度监测单元(2-3)、行走位置监测单元(2-4)、行走方向监测单元(2-5)、参数输入单元一(2-7)、参数输入单元二( 2-8 )和报警指示单元(2-9 )均与数据处理器(2-6 )相接，所述电动行走驱动机构(2-2)由数据处理器(2-6)进行控制且其与数据处理器(2-6)相接，所述数据处理器(2-6)通过远程无线通信单元(2-11)与上位监控主机(I)进行双向通信。
2.按照权利要求1所述的煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征在于:还包括多个分别由搜救人员手持的手持式无线通信终端(3)，所述电子线路板上还设置有与数据处理器(2-6)相接的无线通信模块(2-12)，所述手持式无线通信终端(3)通过无线通信模块(2-12)与数据处理器(2-6)进行双向通信。
3.按照权利要求1或2所述的煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征在于:所述电子线路板上还设置有与数据处理器(2-6)相接的显示单元(2-14)。
4.按照权利要求1或2所述的煤矿井下瓦斯浓度实时监测系统，其特征在于:所述机器人本体上还安装有通风机(2-15 )，所述通风机(2-15 )由数据处理器(2-6 )进行控制且其与数据处理器(2-6)相接。
【文档编号】E21F1/00GK103790629SQ201210431031
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2012年11月1日
【发明者】介艳良 申请人:西安扩力机电科技有限公司