一种5G智慧煤矿巡检系统

一种5g智慧煤矿巡检系统
技术领域
1.本发明涉及煤矿安全生产中的巡检技术领域，具体说是一种5g智慧煤矿巡检系统。


背景技术：

2.现有技术中，煤矿巡检在煤矿的生产过程中非常重要，煤矿巡检主要对巡检区域的气体成分、图像、湿度温度等进行巡检；尤其是随着煤矿的开采深度的增加，煤矿开发的深井筒将作为煤矿巡检的重点，煤矿深井筒巡检的难度在于深井筒较深，有一些深井筒较窄，都不能很好的放置巡检巡检攀爬式机器人。
3.而授权公告号：cn 110782543 b的专利文件中公开了“一种超深立井井筒巡检系统及方法”，该技术方案中是通过设置钢丝绳移动装置以及井下钢丝绳移动装置以及钢丝绳作为导轨，通过钢丝绳来设置攀爬式的巡检巡检攀爬式机器人，但是该技术方案中，钢丝绳移动装置的设置结构并不是很理想的，钢丝绳往下移动延伸设置后，钢丝绳并没有被相应固定住，这样就导致钢丝绳的安装设置不够稳固，导致巡检巡检攀爬式机器人在钢丝绳上攀爬行走时不够稳定，很可能会产生晃动等。
4.因此，为了解决上述问题，需要开发一种能够在煤矿的矿井井筒中稳定移动的5g智慧煤矿巡检系统。


技术实现要素：

5.发明目的：针对上述现有技术存在的不足，提供一种结构稳固的5g智慧煤矿巡检系统。
6.技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种5g智慧煤矿巡检系统，包括巡检攀爬式机器人、智慧控制系统以及钢丝绳导轨机构。
7.所述的钢丝绳导轨机构包括放置于煤矿井筒上端的搭放架，所述搭放架的正中间位置设置有向下垂放的钢丝绳；而所述的巡检攀爬式机器人则相应攀爬式安装在钢丝绳上，可在钢丝绳上攀爬移动。
8.所述的钢丝绳导轨机构还包括可拆卸安装于巡检攀爬式机器人上下端部的环状安装座，该环状安装座的中间设置有中心环孔，所述的钢丝绳从中心环孔穿过，且该环状安装座内还安装有两个横向设置且相应对称的推压装置，两个推压装置的推压杆均相应从中心环孔的内壁伸出，并且推压杆的杆端还均安装有弧形夹板，两侧弧形夹板的位置对应，且可向内推压后夹紧中间的钢丝绳。
9.所述环状安装座的外侧壁还设置有一圈内凹槽，所述内凹槽内还安装有一圈用于固定钢丝绳的膨胀体，并且环状安装座内还设置有充气管，所述的充气管一端延伸到内凹槽中，另一端则延伸设置有插接口；而所述的巡检攀爬式机器人内还安装有充气装置，该充气装置上设置有充气口，该充气口与插接口插接安装。
10.所述的智慧控制系统包括设置在巡检攀爬式机器人内的第一控制模块以及设置
在环状安装座内的第二控制模块；所述的第一控制模块相应控制驱动巡检攀爬式机器人上下攀爬移动；第二控制模块则相应控制环状安装座内的卡装固定。
11.作为优选，所述内凹槽中的充气管上还安装有电磁阀，并且内凹槽的槽壁上与充气管位于同一竖向平面的位置处还设置有距离传感器，所述的电磁阀、距离传感器以及推压装置均相应与第二控制模块相连，而第二控制模块上还设置有5g传输模块，通过该5g传输模块与第一控制模块相连。
12.作为优选，所述的充气管与对应的距离传感器在内凹槽的槽壁上共设置有四处；所述的弧形夹板的内侧还设置有摩擦凸起。
13.作为优选，所述的巡检攀爬式机器人包括环状壳体，该环状壳体上设置有缺口，钢丝绳从缺口放入至内侧；且环状壳体内还安装有用于压紧钢丝绳的压紧轮以及用于驱动压紧轮的驱动装置，所述的第一控制模块与驱动装置以及充气装置相连。
14.作为优选，所述的巡检攀爬式机器人的上下端还设置有拆装槽，而所述的环状安装座端面的对应处设置有l形的卡板，该环状安装座与巡检攀爬式机器人对接时，卡板放置到拆装槽内，且巡检攀爬式机器人内还安装有推进装置，该推进装置上安装有推板，所述推板可横向伸入至拆装槽内卡住卡板，将环状安装座固定。
15.作为优选，所述的巡检攀爬式机器人内共设置有四组压紧轮，每一组均设置有上下两个；且该巡检攀爬式机器人内还设置有视觉图像采集模块、气体采集模块、5g传输传输模块、红外传感器、照明模块以及雷达传感器。
16.作为优选，巡检攀爬式机器人下端部安装的环状安装座上还通过向下延伸的安装板安装有收卷线盘，所述的钢丝绳缠绕在收卷线盘上，并且安装板上还安装有用于驱动收卷线盘旋转的收卷电机，且可相应设置该收卷电机与压紧轮的驱动装置同步运行或停止运行。
17.有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明的5g智慧煤矿巡检系统可应用于煤矿矿井深井筒的巡检作用，可通过设置的巡检攀爬式机器人对深井筒内的气体进行检测，可以采集内部的图像信息等，保证煤矿安全，增加安全系数；另外设置用于延伸钢丝绳的钢丝绳导轨机构，用于延伸固定钢丝绳，巡检攀爬式机器人的行走运行更加的稳定可靠。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为图1中a-a剖视图；
20.图3为图1中b-b剖视图；
21.图4为图1中c向视图；
22.图5为图1中d处放大图。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
24.如图1至图5所示，一种5g智慧煤矿巡检系统，包括巡检攀爬式机器人1、智慧控制
系统以及钢丝绳导轨机构。
25.钢丝绳导轨机构包括放置于煤矿井筒上端的搭放架2，搭放架2的正中间位置设置有向下垂放的钢丝绳3；而巡检攀爬式机器人1则相应攀爬式安装在钢丝绳3上，可在钢丝绳3上攀爬移动。
26.钢丝绳导轨机构还包括可拆卸安装于巡检攀爬式机器人1上下端部的环状安装座4，该环状安装座4的中间设置有中心环孔5，钢丝绳3从中心环孔5穿过，且该环状安装座4内还安装有两个横向设置且相应对称的推压装置6，两个推压装置6的推压杆7均相应从中心环孔5的内壁伸出，并且推压杆7的杆端还均安装有弧形夹板8，两侧弧形夹板8的位置对应，且可向内推压后夹紧中间的钢丝绳3。
27.环状安装座4的外侧壁还设置有一圈内凹槽9，内凹槽9内还安装有一圈用于固定钢丝绳3的膨胀体10，并且环状安装座4内还设置有充气管11，充气管11一端延伸到内凹槽9中，另一端则延伸设置有插接口12；而巡检攀爬式机器人1内还安装有充气装置13，该充气装置13上设置有充气口14，该充气口14与插接口12插接安装。
28.智慧控制系统包括设置在巡检攀爬式机器人1内的第一控制模块15以及设置在环状安装座4内的第二控制模块16；第一控制模块15相应控制驱动巡检攀爬式机器人1上下攀爬移动；第二控制模块16则相应控制环状安装座4内的卡装固定。
29.内凹槽9中的充气管11上还安装有电磁阀17，并且内凹槽9的槽壁上与充气管11位于同一竖向平面的位置处还设置有距离传感器18，电磁阀17、距离传感器18以及推压装置6均相应与第二控制模块16相连，而第二控制模块16上还设置有5g传输模块19，通过该5g传输模块19与第一控制模块15相连。
30.充气管11与对应的距离传感器18在内凹槽9的槽壁上共设置有四处；弧形夹板8的内侧还设置有摩擦凸起81。
31.巡检攀爬式机器人1包括环状壳体101，该环状壳体101上设置有缺口102，钢丝绳3从缺口102放入至内侧；且环状壳体101内还安装有用于压紧钢丝绳3的压紧轮103以及用于驱动压紧轮103的驱动装置104，第一控制模块15与驱动装置104以及充气装置13相连。
32.巡检攀爬式机器人1的上下端还设置有拆装槽20，而环状安装座4端面的对应处设置有l形的卡板21，该环状安装座4与巡检攀爬式机器人1对接时，卡板21放置到拆装槽20内，且巡检攀爬式机器人1内还安装有推进装置22，该推进装置22上安装有推板23，推板23可横向伸入至拆装槽20内卡住卡板21，将环状安装座4固定。
33.巡检攀爬式机器人1内共设置有四组压紧轮103，每一组均设置有上下两个；且该巡检攀爬式机器人1内还设置有视觉图像采集模块105、气体采集模块、5g传输传输模块、红外传感器、照明模块以及雷达传感器。
34.巡检攀爬式机器人1下端部安装的环状安装座4上还通过向下延伸的安装板24安装有收卷线盘25，所述的钢丝绳3缠绕在收卷线盘25上，并且安装板24上还安装有用于驱动收卷线盘25旋转的收卷电机26，且可相应设置该收卷电机26与压紧轮103的驱动装置104同步运行或停止运行。
35.本发明的煤矿巡检系统主要是用于一些矿井井筒、深井筒等巡检作用；井筒巡检时，需要将巡检巡检攀爬式机器人放置到井筒内，现有技术中可以采用在井筒侧壁上移动的巡检巡检攀爬式机器人，但是由于井筒壁上不平整，所以难度较大，而采用可在钢丝绳上
攀爬的巡检巡检攀爬式机器人，则难度较小。
36.本发明在使用时，巡检巡检攀爬式机器人通过内部设置的压紧轮压紧在钢丝绳上，而往下延伸的钢丝绳则卷收在收卷线盘上；具体使用时，可先通过搭放架放置在煤矿井筒的上方，钢丝绳向下垂放，巡检巡检攀爬式机器人放置在钢丝绳上，巡检时，通过巡检攀爬式机器人内部的第二控制模块控制压紧轮的驱动装置向下攀爬式移动，向下移动的同时，照明模块开启照明，图像采集模块采集井壁图像，气体采集模块采集井筒内部的气体进行分析，5g传输传输模块则相应将采集的信息传输给井筒外部的工作人员，并且实现第一控制模块和第二控制模块的信息互通。
37.而巡检巡检攀爬式机器人在向下移动的时候，根据下移的位置可相应控制上下端安装的钢丝绳导轨机构来固定钢丝绳的位置；例如下降5米左右的位置后，就可以控制位于上方的环状安装座进行脱离以及对中间位置的钢丝绳进行固定；具体进行固定的位置根据井深而定，通常巡检时，重点在于井筒的下半部分，重点巡检5米以下的井筒部分。
38.具体脱离和固定时，通过第二控制模块控制环状安装座内的推压装置启动，两侧的推压装置控制弧形夹板后移，从而可以将中间位置处的钢丝绳夹紧，先从内部将钢丝绳固定，并且弧形夹板上还设置有摩擦凸起，可保证稳固性；钢丝绳位于两侧的弧形夹板中间，在巡检攀爬式机器人移动的时候，弧形夹板位于两侧不会影响巡检攀爬式机器人移动。
39.之后再通过第一控制模块相应控制巡检攀爬式机器人内部的充气装置对环状安装座外侧的内凹槽进行充气，同时第二控制模块控制电磁阀打开，由于内凹槽中是设置有一圈膨胀体的，膨胀体充气逐渐膨胀，最终压紧在井筒的筒壁上实现固定，实现钢丝绳的固定；并且在该过程中，内凹槽的侧壁上安装的距离传感器在膨胀体膨胀的时候，会相应监测膨胀体的内壁与距离传感器之间的距离，从而调控膨胀体的充气速度以及调控膨胀体的四周位置，使得钢丝绳能够位于井筒的中间位置；例如，如果有一侧的距离传感器与其他位置的距离传感器的数据存在较大差异的话，则相应控制与该距离传感器位置对应的电磁阀的开度，增大充气量或者减小充气量，从而调整钢丝绳固定后的位置，四周的距离传感器最终测得的距离数据差不多的情况下，就可以确保固定后钢丝绳位于中间位置，这样便于巡检攀爬式机器人的上下移动。
40.环状安装座将钢丝绳固定后，再实现环状安装座与巡检攀爬式机器人的脱离，只要第一控制模块相应控制推进装置启动，将推板从拆装槽内收回，卡板失去限制，环状安装座就相应与巡检攀爬式机器人实现脱离；并且巡检攀爬式机器人内部的充气装置与环状安装座内的插接口是通过充气口插接安装的，无论是脱离还是对接都不会受到影响。
41.之后，控制巡检攀爬式机器人下移到井筒的筒底位置处，通过同样的方式，将钢丝绳固定后，巡检攀爬式机器人脱离，那么巡检攀爬式机器人就可以在两个环状安装座之间来回稳定的移动，进行巡检监测，钢丝绳非常稳固，巡检攀爬式机器人移动较为顺畅，会更加的方便。
42.并且，本发明中巡检攀爬式机器人向下行走的过程中，下方的环状安装座上通过竖向延伸的连杆设置的收卷线盘会一直持续放线，收卷线盘上安装有收卷电机，设置收卷电机与压紧轮的驱动装置同步运行，这样在巡检攀爬式机器人向下移动同时可保证钢丝绳持续放线；而在位于下端的环状安装座将钢丝绳固定后，该环状安装座内的第二控制模块也相应控制收卷电机停止，收卷线盘停止放线，整体钢丝绳的上下端就被固定在深井筒中，
巡检攀爬式机器人也与上下的环状安装座分离开来，可在钢丝绳上来回上下移动进行巡检。
43.而本发明在巡检完成之后，巡检巡检攀爬式机器人首先是下降到下方的环状安装座位置处，将该环状安装座的卡板伸入至拆装槽内，推进装置伸出卡住卡板，固定该环状安装座，之后该环状安装座内的第二控制模块相应控制电磁阀放气以及内侧推压装置松开中间的钢丝绳，就相应将钢丝绳整体松开，之后巡检攀爬式机器人就带动该环状安装座上移，同时第二控制模块控制收卷线盘上的收卷电机与驱动装置同步，收卷回收钢丝绳。
44.之后巡检攀爬式机器人上移到钢丝绳上端的环状安装座位置处，以同样的方式卡装固定该环状安装座，就可实现整体装置的回收。
45.具体实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利要求范围的，凡依据本发明申请专利保护范围内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。