一种煤矿井下设备监控系统的制作方法

本发明涉及煤矿机械技术领域，具体涉及一种煤矿井下设备监控系统。

背景技术：

煤矿井下环境恶劣、设备繁多，设备的运行稳定性直接影响到煤矿开采效率和产量，这就需要对煤矿井下设备的工作情况的监测有较高的要求。采用固定位置的监测设备投资大、存在盲区，而采取人工巡视又加大了工作人员的劳动强度和监测效率。巡检机器人的诞生解决了上述问题。

目前用于设备监控的巡检机器人只能够实现视频、红外温度等表象的实时采集，无法实现对设备运行状态及内部参数的实时采集，另外采集到的各种信息无法直观的显示给现场工作的人员。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿井下设备监控系统，根据安装在设备上的设备运行状态读取模块实时采集设备的运行状态信息，并通过设备端无线通信模块将运行状态信息传递给机器人主体，机器人再通过显示器将运行状态信息显示给操作员，供操作员指导工作使用。

为了实现上述目的，一种煤矿井下设备监控系统，包括机器人以及安装于设备上的设备运行状态读取模块(11)和设备端无线通信模块(12)；

所述机器人包括机器人主体、激光雷达(4)、温度传感器(5)、无线通信模块(6)、视频监测传感器(9)和显示器(10)；所述激光雷达(4)用于识别机器人主体在运动过程中遇到的障碍物，实现机器人的自主导航运动；温度传感器(5)用于对设备温度的监测；无线通信模块(6)用于与被监测设备进行无线通讯，读取设备的运行状态信息；

所述设备运行状态读取模块(11)安装于煤矿井下被监测的设备上，通过总线方式读取被监测设备的运行状态信息；所述运行状态信息包括工作电源电压、电流、工作状态通断以及各传感器信号；

所述设备端无线通信模块(12)通过通信线缆与设备运行状态读取模块(11)连接，将设备运行状态读取模块(11)读取到的运行状态信息通过无线方式发送给机器人主体。

优选的，所述机器人主体包括机器人底座(1)、传感设备平台(3)、视频监测及显示器支撑架(7)；所述视频监测及显示器支撑架(7)上安装有视频监测平台(8)；所述传感设备平台(3)安装于机器人底座(1)的上端，用于承载机器人监控所需的传感设备。

优选的，所述机器人底座(1)上还安装有机器人行走履带(2)；所述机器人行走履带(2)安装于机器人底盘(1)的下部，用于带动机器人行走。

优选的，所述视频监测及显示器支撑架(7)上还安装有旋转马达(13)，用于带动视频监测传感器(9)、显示器(10)及视频监测平台(8)相对视频监测及显示器支撑架(7)旋转。

本发明的有益效果：

本发明提出一种煤矿井下设备监控系统，包括用于监控的机器人、用于实时采集设备运行状态信息的设备运行状态读取模块以及用于传递设备运行状态信息的设备端无线通信模块，通过能够自由行走的机器人获取所监控设备的运行状态信息并显示在显示器上，操作员通过显示器上的设备运行状态信息进行指导工作，由于机器人能够运动，且安装有旋转马达，能够带动视频监测传感器转动，因此，无需多个监控设备，也不存在监控盲区，大大减少了投资成本，同时提高了操作员的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中煤矿井下设备监控系统结构示意图；

图2为本发明实施例中煤矿井下设备监控系统的使用流程图；

图3为本发明实施例中煤矿井下设备监控系统进入“增强现实”模拟模式的操作流程图；

图中：1、机器人底座；2、机器人行走履带；3、传感设备平台；4、激光雷达；5、温度传感器；6、无线通信模块；7、视频监控及显示器支撑架、8、视频监控平台；9、视频监控传感器；10、显示器；11、设备运行状态读取模块；12、设备端无线通信模块；13、旋转马达。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优势更加清晰，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种煤矿井下设备监控系统，其结构示意图如图1所示，包括机器人以及安装于设备上的设备运行状态读取模块11和设备端无线通信模块12。

所述机器人包括机器人主体、激光雷达4、温度传感器5、无线通信模块6、视频监测传感器9和显示器10；所述激光雷达4用于识别机器人主体在运动过程中遇到的障碍物，实现机器人的自主导航运动；温度传感器5用于对设备温度的监测；无线通信模块6用于与被监测设备进行无线通讯，读取设备的运行状态信息。

本实施例中，激光雷达4采用rplidar-a1型雷达，温度传感器采用irs11型红外温度传感器，无线通信模块6采用sx1278型芯片，视频监测传感器9采用ne-10911型防爆摄像头。

本实施例中，所述机器人主体包括机器人底座1、传感设备平台3、视频监测及显示器支撑架7；所述视频监测及显示器支撑架7上安装有视频监测平台8；所述传感设备平台3安装于机器人底座1的上端，用于承载机器人监控所需的传感设备。

本实施例中，所述机器人底座1上还安装有机器人行走履带2；所述机器人行走履带2安装于机器人底盘1的下部，用于带动机器人行走。

本实施例中，所述视频监测及显示器支撑架7上还安装有旋转马达13，用于带动视频监测传感器9、显示器10及视频监测平台8相对视频监测及显示器支撑架7旋转。

所述设备运行状态读取模块11安装于煤矿井下被监测的设备上，通过总线方式读取被监测设备的运行状态信息；所述运行状态信息包括工作电源电压、电流、工作状态通断以及各传感器信号。

本实施例中，设备运行状态读取模块11采用s7-200plc。

所述设备端无线通信模块12通过通信线缆与设备运行状态读取模块11连接，将设备运行状态读取模块11读取到的运行状态信息通过无线方式发送给机器人主体。

本实施例中，设备端无线通信模块12与无线通信模块6一样采用sx1278型芯片。

采用如上所述的煤矿井下设备监控系统进行监控的方法，流程如图2所示，具体方法如下：

机器人在煤矿井下根据激光雷达4识别运动过程中的障碍物到达待监控设备附近，通过视频监测传感器9对待测设备进行监控，机器人通过无线通信模块6与待监控设备的设备端无线通信模块12通信，获取待监控设备的运行状态信息，通过视频监测传感器9获取待测设备的图像，通过图像识别技术和机器人的定位技术实现对待监控设备的识别，最后将待监控设备的运行状态信息通过显示器10显示给操作员。

所述机器人可以通过远程监控和就地监控两种形式对煤矿井下的待监控设备进行监控，其中，远程监控是操作员在地面指挥中心远程遥控机器人到达指定地点，对待监控设备进行监控，并通过指挥中心的显示器查看待监控设备的运行状态信息，就地监控是操作员跟随机器人在煤矿井下对待监控设备进行监控，操作员通过机器人自带的显示器查看待监控设备的运行状态信息。

所述机器人还具有“增强现实”模拟模式，能够对煤矿井下的某一设备的运行状态进行模拟操作，从而预测该设备的运行状态信息，并针对该设备对周围设备运行状态信息的影响进行预测，为操作员指导工作提供依据，流程如图3所示，具体方法如下：

操作员控制机器人进入“增强现实”模拟模式，然后对某一设备下达模拟运行状态指令，机器人通过预测模型预测出该设备的运行状态信息，并针对该设备对周围设备运行状态信息的影响进行预测，通过旋转马达13带动视频监测传感器9转动，使视频监测传感器9对准待监控设备，获取待监控设备的预测运行状态信息。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；因而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。