一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，包括图像检测机器人和对图像检测机器人进行监控的监控装置；图像检测机器人包括移动底盘、对移动底盘进行驱动的行走驱动机构、安装在移动底盘上的电动云台、安装在电动云台上的CCD摄像头以及视频采集卡和图像信息预处理电路；监控装置包括云台控制器和将CCD摄像头所检测图像信息同步传送至上位机的数据处理器，云台控制器与数据处理器相接；CCD摄像头外侧罩装有防爆防护罩。本实用新型结构简单、设计合理、安装布设方便且使用操控简便、使用效果好，能解决现有感烟感温型火灾探测器存在的实时性不强、易受周侧环境影响、大空间火灾检测难度大、使用效果较差等问题。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于火灾探测【技术领域】，尤其是涉及一种煤矿井下图像型火灾探测用 检测装置。 一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置
【背景技术】
[0002] 火灾是矿井重大灾害之一，严重威胁着人类健康、自然环境和煤矿的安全生产。随 着科技进步，火灾自动检测技术逐渐成为监测和火灾预警的重要手段。现如今，在煤矿井 下，火灾预测及检测主要以监测火的温度效应、燃烧生成物(发生烟雾与气体的效应）和电 磁辐射效应为主，但上述现有的检测方法在灵敏度和可靠性方面都尚待提高，并且不能对 早期火灾作出反应，因而与日趋严格的火灾安全要求已不相适应。根据火灾产生规律，火灾 烟雾的出现早于明火的出现，因此烟雾检测技术被广泛应用于火情早期预警中。传统的感 烟感温型火灾探测器具有灵敏度高、成本低等特点，现已得以广泛应用。但在一些大空间 (如煤矿井下、仓库、体育场馆、剧院、大型厂房等）中，因受探测距离、空间高度、气流、响应 时间等因素的影响难以对气体含量、烟雾浓度、温度等特征参数快速反应，尤其是当大空间 内存在遮挡物时，烟雾在空间的传播会受到空间高度和面积的影响，普通的感烟感温型火 灾探测器无法迅速采集火灾发出的烟温变化信息，只有当火灾发展到一定的程度时，才会 做出响应，从而影响到烟雾识别的正确率，不利于火灾的早期防控。因而，实际使用过程中 传统的感烟感温型火灾探测器存在实时性不强、易受周侧环境条件影响、大空间火灾检测 难度大、使用效果较差等缺陷。
[0003] 在烟雾检测技术中，基于视频图像型的烟雾检测（以下简称图像型检测）因其具有 非接触性、经济性等优势成为研究热点。但现如今，缺少一种一种结构简单、设计合理、安装 布设方便且使用操控简单、使用效果好的煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其非常适 合在煤矿井下使用，能实时对煤矿井下烟雾信息进行采集，能有效解决现有感烟感温型火 灾探测器存在的实时性不强、易受周围环境条件影响等问题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型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 井下图像型火灾探测用检测装置，其结构简单、设计合理、安装布设方便且使用操控简单、 使用效果好，能有效解决现有感烟感温型火灾探测器存在的实时性不强、易受周侧环境条 件影响等问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤矿井下图像型火灾 探测用检测装置，其特征在于：包括能在煤矿井下巷道内进行前后移动的图像检测机器人 和对所述图像检测机器人进行监控的监控装置；所述图像检测机器人包括移动底盘、对移 动底盘进行驱动的行走驱动机构、安装在移动底盘上的电动云台、安装在电动云台上的CCD 摄像头、与CCD摄像头相接的视频采集卡和与视频采集卡相接的图像信息预处理电路；所 述监控装置包括对电动云台进行控制的云台控制器和将CCD摄像头所检测图像信息同步 传送至上位机的数据处理器，所述图像信息预处理电路与数据处理器相接，所述电动云台 与云台控制器相接；所述行走驱动机构与移动底盘之间通过传动机构进行传动连接，所述 行走驱动机构由行走控制器进行控制且其与行走控制器相接，所述云台控制器与数据处理 器相接，所述数据处理器与上位机相接；所述CCD摄像头外侧罩装有防爆防护罩。
[0006] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述数据处理器与上 位机之间通过TCP/IP网络进行双向通信。
[0007] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述移动底盘上装有 对其行走位置进行实时检测的位置检测单元，所述位置检测单元与行走控制器相接。
[0008] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述电动云台包括固 定安装在移动底盘上的支座、带动C⑶摄像头在坚直面上进行上下转动的坚直旋转机构和 带动CCD摄像头与所述坚直旋转机构在水平面上进行左右转动的水平旋转机构，所述水平 旋转机构安装在所述支座上，所述坚直旋转机构安装在所述水平旋转机构上，所述CCD摄 像头安装在所述坚直旋转机构上；所述坚直旋转机构由坚直旋转驱动电机进行驱动且其与 所述坚直旋转驱动电机的动力输出轴之间进行传动连接，所述水平旋转机构由水平旋转驱 动电机进行驱动且其与所述水平旋转驱动电机的动力输出轴之间进行传动连接，所述坚直 旋转驱动电机和所述水平旋转驱动电机均由云台控制器进行控制且二者均与云台控制器 相接。
[0009] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述防爆防护罩底部 固定在电动云台上。
[0010] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述C⑶摄像头为红 外C⑶摄像头。
[0011] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述图像检测机器人 的数量为多个；多个所述图像检测机器人的图像信息预处理电路均与数据处理器相接，多 个所述图像检测机器人的电动云台均与云台控制器相接。
[0012] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：多个所述图像检测机 器人的电动云台与云台控制器之间通过现场总线进行连接。
[0013] 上述一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征是：所述行走控制器与数 据处理器相接。
[0014] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0015] 1、电路简单、设计合理且安装布设方便，投入成本较低。
[0016] 2、使用操作简便且使用效果好，非常适合在煤矿井下使用，各图像检测机器人所 处位置能进行简易调整，通过电控云台能对CCD摄像头的拍摄角度进行灵活调整，并且通 过本实用新型能实时对煤矿井下烟雾信息进行采集，尤其适用于大空间内火灾检测，能有 效解决现有感烟感温型火灾探测器存在的实时性不强、易受周侧环境条件影响等问题。
[0017] 综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、安装布设方便且使用操控简单、使用 效果好，能有效解决现有感烟感温型火灾探测器存在的实时性不强、易受周侧环境条件影 响等问题。
[0018] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020] 图2为本实用新型图像检测机器人的结构示意图。
[0021] 附图标记说明：
[0022] 1 一移动底盘； 2 -电动z?台； 3-行走驱动机构；
[0023] 4一CQ)摄像头； 5-z?台控制器； 6-视频米集卡；
[0024] 7-数据处理器； 8-上位机； 9 一行走控制器；
[0025] 10 一图像/[目息预处理电路；11 一位置检测单兀；12 -图像检测机器人。
【具体实施方式】
[0026] 如图1、图2所示，本实用新型包括能在煤矿井下巷道内进行前后移动的图像检测 机器人12和对所述图像检测机器人12进行监控的监控装置；所述图像检测机器人12包括 移动底盘1、对移动底盘1进行驱动的行走驱动机构3、安装在移动底盘1上的电动云台2、 安装在电动云台2上的CCD摄像头4、与CCD摄像头4相接的视频采集卡6和与视频采集卡 6相接的图像信息预处理电路10。所述监控装置包括对电动云台2进行控制的云台控制器 5和将(XD摄像头4所检测图像信息同步传送至上位机8的数据处理器7,所述图像信息预 处理电路10与数据处理器7相接，所述电动云台2与云台控制器5相接。所述行走驱动机 构3与移动底盘1之间通过传动机构进行传动连接，所述行走驱动机构3由行走控制器9 进行控制且其与行走控制器9相接，所述云台控制器5与数据处理器7相接，所述数据处理 器7与上位机8相接。所述(XD摄像头4外侧罩装有防爆防护罩。
[0027] 实际使用时，通过图像信息预处理电路10对(XD摄像头4所检测的图像信息进行 增强和滤波处理。
[0028] 本实施例中，所述数据处理器7与上位机8之间通过TCP/IP网络进行双向通信。
[0029] 实际使用时，所述数据处理器7与上位机8之间也可以采用其它类型的连接方式。
[0030] 本实施例中，所述移动底盘1上装有对其行走位置进行实时检测的位置检测单元 11，所述位置检测单元11与行走控制器9相接。
[0031] 本实施例中，所述电动云台2包括固定安装在移动底盘1上的支座、带动C⑶摄像 头4在坚直面上进行上下转动的坚直旋转机构和带动(XD摄像头4与所述坚直旋转机构在 水平面上进行左右转动的水平旋转机构，所述水平旋转机构安装在所述支座上，所述坚直 旋转机构安装在所述水平旋转机构上，所述CCD摄像头4安装在所述坚直旋转机构上。所 述坚直旋转机构由坚直旋转驱动电机进行驱动且其与所述坚直旋转驱动电机的动力输出 轴之间进行传动连接，所述水平旋转机构由水平旋转驱动电机进行驱动且其与所述水平旋 转驱动电机的动力输出轴之间进行传动连接，所述坚直旋转驱动电机和所述水平旋转驱动 电机均由云台控制器5进行控制且二者均与云台控制器5相接。
[0032] 实际安装时，所述防爆防护罩底部固定在电动云台2上。本实施例中，所述防爆防 护罩底部固定在所述坚直旋转机构上。
[0033] 本实施例中，所述(XD摄像头4为红外C⑶摄像头。
[0034] 本实施例中，所述图像检测机器人12的数量为多个。多个所述图像检测机器人12 的图像信息预处理电路10均与数据处理器7相接，多个所述图像检测机器人12的电动云 台2均与云台控制器5相接。
[0035] 实际使用时，可以根据具体需要，对所述图像检测机器人12的数量和各图像检测 机器人12的位置进行相应调整。
[0036] 本实施例中，多个所述图像检测机器人12的电动云台2与云台控制器5之间通过 现场总线进行连接。
[0037] 本实施例中，所述行走控制器9与数据处理器7相接。
[0038] 实际使用过程中，通过行走控制器9对多个所述图像检测机器人12的位置进行调 控，且云台控制器5对多个所述图像检测机器人12的电动云台2进行控制，多个所述图像 检测机器人12的图像信息预处理电路10均与数据处理器7,所述数据处理器7将所接收到 的多个所述图像检测机器人12所检测的图像信息同步传送至上位机8,上位机8对所接收 的图像信息进行同步存储。
[0039] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型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 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于：包括能在煤矿井下巷道内 进行前后移动的图像检测机器人（12)和对所述图像检测机器人（12)进行监控的监控装 置；所述图像检测机器人（12)包括移动底盘（1)、对移动底盘（1)进行驱动的行走驱动机 构（3)、安装在移动底盘（1)上的电动云台（2)、安装在电动云台（2)上的(XD摄像头（4)、 与CCD摄像头（4)相接的视频采集卡（6)和与视频采集卡（6)相接的图像信息预处理电路 (10);所述监控装置包括对电动云台（2)进行控制的云台控制器（5)和将(XD摄像头（4)所 检测图像信息同步传送至上位机（8)的数据处理器（7)，所述图像信息预处理电路（10)与 数据处理器（7)相接，所述电动云台（2)与云台控制器（5)相接；所述行走驱动机构（3)与 移动底盘（1)之间通过传动机构进行传动连接，所述行走驱动机构（3)由行走控制器（9)进 行控制且其与行走控制器（9)相接，所述云台控制器（5)与数据处理器（7)相接，所述数据 处理器（7)与上位机（8)相接；所述(XD摄像头（4)外侧罩装有防爆防护罩。
2. 按照权利要求1所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于：所 述数据处理器（7)与上位机（8)之间通过TCP/IP网络进行双向通信。
3. 按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于： 所述移动底盘（1)上装有对其行走位置进行实时检测的位置检测单元（11 )，所述位置检测 单元（11)与行走控制器（9 )相接。
4. 按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于： 所述电动云台（2)包括固定安装在移动底盘（1)上的支座、带动(XD摄像头（4)在坚直面上 进行上下转动的坚直旋转机构和带动CCD摄像头（4)与所述坚直旋转机构在水平面上进行 左右转动的水平旋转机构，所述水平旋转机构安装在所述支座上，所述坚直旋转机构安装 在所述水平旋转机构上，所述CCD摄像头（4)安装在所述坚直旋转机构上；所述坚直旋转机 构由坚直旋转驱动电机进行驱动且其与所述坚直旋转驱动电机的动力输出轴之间进行传 动连接，所述水平旋转机构由水平旋转驱动电机进行驱动且其与所述水平旋转驱动电机的 动力输出轴之间进行传动连接，所述坚直旋转驱动电机和所述水平旋转驱动电机均由云台 控制器（5 )进行控制且二者均与云台控制器（5 )相接。
5. 按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于： 所述防爆防护罩底部固定在电动云台（2)上。
6. 按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于： 所述(XD摄像头（4)为红外C⑶摄像头。
7. 按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于： 所述图像检测机器人（12)的数量为多个；多个所述图像检测机器人（12)的图像信息预处 理电路（10)均与数据处理器（7)相接，多个所述图像检测机器人（12)的电动云台（2)均与 云台控制器（5)相接。
8. 按照权利要求7所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于：多 个所述图像检测机器人（12)的电动云台（2)与云台控制器（5)之间通过现场总线进行连 接。
9. 按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下图像型火灾探测用检测装置，其特征在于： 所述行走控制器（9)与数据处理器（7)相接。
【文档编号】E21F17/18GK203847172SQ201420093444
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】王媛彬 申请人:西安科技大学