一种输煤栈桥轨道式自动巡检装置的制作方法

本实用新型涉及煤炭生产巡检设备，具体涉及一种输煤栈桥轨道式自动巡检装置。

背景技术：

随着经济的发展及技术的进步，目前在电力线路巡检、城市地下综合管廊巡检、输煤栈桥巡检等需要定期安排人力去对现场设备运行情况、现场环境进行监测的领域越来越多的引入了自动巡检装置，市场上相关做巡检设备的企业也如雨后春笋般的出现。但从目前市场产品来看，现有的自动巡检装置主要应用在电力线路、配电房、城市地下综合管廊等粉尘浓度较小、温湿度适中、环境噪音小、巡检设备或巡检管线布局比较规整的条件比较友好的环境中，无法满足类似于输煤栈桥的粉尘浓度较大、温湿度大、环境噪音大、现场管线设备布局比较杂乱的恶劣环境下的使用要求，将其用于输煤栈桥的自动巡检存在下述问题：

1、输煤栈桥的一般坡度在20°以内，现有装置的爬坡能力有所不足，另一方面还由于坡度较大，当装置运行速度超过限定速度时骤然停车难以控制，容易发生事故。

2、输煤栈桥的作业对于定位要求较高，现有的自动巡检装置不能够实现对巡检作业位置定位方式粗略，难以实现精确定位。

3、目前市面上的自动巡检装置均采用接触式充电技术，因接触式充电技术在充电接触的瞬间可能产生电火花，且充电机构的正负极一般采用易导电的金属铜制作，易生锈，且接触式充电方式在湿度较大的环境中易产生漏电风险，因此无法应用到粉尘较多、湿度较大的恶劣环境中去；第二是在粉尘浓度大、温湿度大的恶劣环境下，对设备的“防水、防尘、防腐”三防提出了更高的要求。第三因为输煤栈桥与电力线路、配电房或城市地下综合管廊相比现场更复杂，各种管线的布置不像电力线路、配电房或城市地下综合管廊一样规整，因此对巡检装置的外形尺寸、爬坡能力、拐弯能力也提出了更高的要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种输煤栈桥轨道式自动巡检装置，本实用新型的巡检设备上设有用于驱动巡检设备相对固定轨道发生移动的行走驱动组件以及用于刹车定位的电磁制动抱闸器，当装置运行速度超过限定速度时电控控制电磁制动抱闸器失电，电磁制动抱闸器自动抱闸行走驱动组件不能滚动，确保装置能够实现紧急制动，具有安全可靠的优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种输煤栈桥轨道式自动巡检装置，包括固定轨道和巡检设备，所述固定轨道通过吊装支架安装固定，所述巡检设备悬挂布置在固定轨道上，所述巡检设备上设有用于驱动巡检设备相对固定轨道发生移动的行走驱动组件以及用于刹车定位的电磁制动抱闸器。

可选地，所述巡检设备中设有电池组件、控制组件以及用于进行巡检作业的图像采集单元，所述图像采集单元、电池组件、行走驱动组件、电磁制动抱闸器均与控制组件相连。

可选地，所述图像采集单元包括红外摄像头和可见光摄像头；所述巡检设备的底部还设有环境检测元件吊舱组件，所述环境检测元件吊舱组件可拆卸设于巡检设备的下端，所述环境检测元件吊舱组件内设有检测组件，所述检测组件与巡检设备的控制组件相连，所述检测组件包括光照传感器、温湿度传感器、粉尘浓度传感器、烟雾传感器、超声波传感器、语音对讲模块、报警模块、气体检测模块中的至少一种。

可选地，所述固定轨道上安装有辅助定位组件，所述辅助定位组件包括rfid标签及接近开关感应头，所述巡检设备中设有rfid读卡器模块以及接近开关，所述rfid读卡器模块以及接近开关分别与控制组件相连。

可选地，所述巡检设备具有上小下大的外壳，所述外壳的顶部设有凹槽，所述固定轨道贯穿凹槽布置，所述行走驱动组件以及电磁制动抱闸器均设于所述凹槽中。

可选地，所述巡检设备为防护等级不低于ip65的封闭结构，所述外壳为流线型曲面结构设计。

可选地，所述固定轨道包括中部的主梁和设于主梁底部两侧的悬挂支撑板，所述巡检设备上设有悬挂导向组件，所述悬挂导向组件上设有相互垂直布置的挂载轮和导向轮，所述挂载轮支承在悬挂支撑板上，当经过弧形的固定轨道时导向轮和主梁的侧面接触进行导向。

可选地，所述悬挂导向组件包括安装座，所述安装座上安装有可转动的摇臂，所述挂载轮安装在摇臂的中部，所述摇臂的两侧前端均各安装一个伸缩臂、两侧后端和安装座之间均安装有一个柔性元件，所述伸缩臂由相互连接的伸缩弹簧和连接臂构成，所述伸缩弹簧的端部安装在摇臂的内孔中，所述导向轮安装在伸缩臂的端部。

可选地，所述巡检设备设有相互平行布置的两个主面板，所述两个主面板之间通过连接件相连，所述行走驱动组件包括活动底板，所述活动底板一端设有向两侧伸出布置的支撑杆、另一端设有向两侧伸出布置的支撑块，所述支撑杆的末端滑动布置在主面板内侧的水平滑槽中，所述支撑块滑动布置在主面板上沿竖直方向布置的滑动定位孔中，所述滑动定位孔的底部设有弹簧机构，所述支撑块支承在弹簧机构上，所述弹簧机构下部设有可调节弹簧机构的伸缩量的步进电机，所述活动底板上设有伺服电机和摩擦轮，所述摩擦轮与伺服电机的输出轴通过传动机构相连，所述电磁制动抱闸器与摩擦轮同轴布置，所述电磁制动抱闸器两侧各设一个摩擦轮，所述摩擦轮和固定轨道底部的摩擦面接触。

可选地，所述固定轨道上安装有无线充电发射器，所述巡检设备中设有无线充电接收器。

和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：本实用新型的输煤栈桥轨道式自动巡检装置包括固定轨道和巡检设备，固定轨道通过吊装支架安装固定，巡检设备悬挂布置在固定轨道上，巡检设备上设有用于驱动巡检设备相对固定轨道发生移动的行走驱动组件以及用于刹车定位的电磁制动抱闸器，当装置运行速度超过限定速度时电控控制电磁制动抱闸器失电，电磁制动抱闸器自动抱闸行走驱动组件不能滚动，确保装置能够实现紧急制动，具有安全可靠的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体结构示意图（仅绘制部分固定轨道）。

图2为本实用新型实施例的巡检设备的主体框架部分的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例的行走驱动组件部分的立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例的悬挂导向组件的立体结构示意图。

图5为本实用新型实施例的伸缩臂的剖视结构示意图。

图例说明：1、固定轨道；11、吊装支架；12、辅助定位组件；13、主梁；14、悬挂支撑板；2、巡检设备；20、环境检测元件吊舱组件；21、悬挂导向组件；211、挂载轮；212、导向轮；213、安装座；214、摇臂；215、伸缩臂；216、柔性元件；22、外壳；23、主面板；231、连接件；232、水平滑槽；233、滑动定位孔；24、弹簧机构；3、图像采集单元；4、行走驱动组件；41、活动底板；411、支撑杆；412、支撑块；413、伺服电机；414、摩擦轮；5、电磁制动抱闸器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种输煤栈桥轨道式自动巡检装置，包括固定轨道1和巡检设备2，固定轨道1通过吊装支架11安装固定，巡检设备2悬挂布置在固定轨道1上，巡检设备2上设有用于驱动巡检设备2相对固定轨道1发生移动的行走驱动组件4以及用于刹车定位的电磁制动抱闸器5。当装置运行速度超过限定速度时电控控制电磁制动抱闸器5失电，电磁制动抱闸器5自动抱闸行走驱动组件4不能滚动，确保装置能够实现紧急制动，具有安全可靠的优点。本实施例中，巡检设备2中设有电池组件、控制组件以及用于进行巡检作业的图像采集单元3，图像采集单元3、电池组件、行走驱动组件4、电磁制动抱闸器5均与控制组件相连。

本实施例中，图像采集单元3包括红外摄像头和可见光摄像头，红外摄像头和可见光摄像头均带有防护罩和云台，红外摄像头负责对检测对象进行温度读取，可见光摄像头负责对检测对像进行拍照可供后台进行比较识别，云台可分别控制红外摄像头和可见光摄像头进行360°旋转实现全视野拍摄。本实施例中，巡检设备2的底部还设有环境检测元件吊舱组件20，环境检测元件吊舱组件20可拆卸设于巡检设备2的下端，环境检测元件吊舱组件20内设有检测组件，检测组件与巡检设备2的控制组件相连，检测组件包括光照传感器、温湿度传感器、粉尘浓度传感器、烟雾传感器、超声波传感器、语音对讲模块、报警模块、气体检测模块中的至少一种，可根据客户需求自由搭载相应检测元器件。

如图1所示，固定轨道1上安装有辅助定位组件12，辅助定位组件12包括rfid标签及接近开关感应头，巡检设备2中设有rfid读卡器模块以及接近开关，rfid读卡器模块以及接近开关分别与控制组件相连，可实现对机器人运行过程的精确定位。此外，巡检设备2上还设有编码器轮组（用于检测和固定轨道1的相对位移）、伺服电机自带编码器（行走驱动组件4的伺服电机413自带），用于进一步实现对机器人运行过程的精确定位。

如图2所示，巡检设备2具有上小下大的外壳22，外壳22的顶部设有凹槽，固定轨道1贯穿凹槽布置，行走驱动组件4以及电磁制动抱闸器5均设于凹槽中。

考虑输煤栈桥现场粉尘浓度大、粉尘有一定的腐蚀性，本实施例中巡检设备2为防护等级不低于ip65的封闭结构，外壳22为流线型曲面结构设计，以实现必要的三防设计（防水、防尘、防腐），安装板均采用凹凸形配合，并安装密封胶条，有效防止水与粉尘进入设备内。本实施例中，巡检设备2的外壳22的防护等级整体达到ip65标准，内部重要元件防护等级达ip66,核心元器件防护等级达ip67，对机器人主控板、电机驱动单元等控制元件再单独加装金属防护罩，既能提高防护等级，又能防止现场其它信号对设备的干扰。外壳22为流线型曲面结构设计，在美化外观的同时减少了粉尘附着外壳表面的机会。本实施例中，环境检测元件吊舱组件设于外壳22的底部。

如图1和图4所示，固定轨道1包括中部的主梁13和设于主梁13底部两侧的悬挂支撑板14，巡检设备2上设有悬挂导向组件21，悬挂导向组件21上设有相互垂直布置的挂载轮211和导向轮212，挂载轮211支承在悬挂支撑板14上，当经过弧形的固定轨道1时导向轮212和主梁13的侧面接触进行导向，挂载轮211在两侧的悬挂支撑板14上行走，导向轮212分别从两侧紧压在主梁13外侧对设备进行导向，可实现小半径转弯。

如图4和图5所示，悬挂导向组件21包括安装座213，安装座213上安装有可转动的摇臂214，挂载轮211安装在摇臂214的中部，摇臂214的两侧前端均各安装一个伸缩臂215、两侧后端和安装座213之间均安装有一个柔性元件216，伸缩臂215由相互连接的伸缩弹簧和连接臂构成，伸缩弹簧的端部安装在摇臂214的内孔中，导向轮212安装在伸缩臂215的端部。悬挂导向组件21能够实现小半径转弯双柔性自适应导向，装置设置四组悬挂导向组件21，每组悬挂导向组件21的挂载轮211和导向轮212一体设计，通过柔性元件216能整体在轨道上柔性变形，并且每个挂载轮211两侧的导向轮212又在伸缩弹簧的作用下能单独自适应轨道形状，因此最小转弯半径可在200mm，极大减小了对使用现场空间的要求(目前市面应用的城市地下综合管廊巡检装置最小转弯半径≥500mm)。

如图2和图3所示，巡检设备2设有相互平行布置的两个主面板23，两个主面板23之间通过连接件231相连，行走驱动组件4包括活动底板41，活动底板41一端设有向两侧伸出布置的支撑杆411、另一端设有向两侧伸出布置的支撑块412，支撑杆411的末端滑动布置在主面板23内侧的水平滑槽232中，支撑块412滑动布置在主面板23上沿竖直方向布置的滑动定位孔233中，滑动定位孔233的底部设有弹簧机构24，弹簧机构24下部设有可调节弹簧机构24的伸缩量的步进电机，支撑块412支承在弹簧机构24上，活动底板41上设有伺服电机413和摩擦轮414，摩擦轮414与伺服电机413的输出轴通过传动机构（本实施例中为同步带，此外也可以根据需要采用齿轮、皮带等）相连，电磁制动抱闸器5与摩擦轮414同轴布置，电磁制动抱闸器5两侧各设一个摩擦轮414，摩擦轮414和固定轨道1底部的摩擦面接触。通过弹簧机构24的顶压作用，使得活动底板41可始终与固定轨道1保持较大的摩擦力，从而可以确保装置进行大角度爬坡。行走驱动组件4具有模块化、易于拆装、维护便捷的优点。电磁制动抱闸器5两侧各设一个摩擦轮414，该结构可以通过两个摩擦轮414确保具有足够的摩擦力，而且能够在电磁制动抱闸器5刹车的时候保持平衡。考虑到输煤栈桥一般坡度在20°以内，此结构设计足以保证设备的爬坡能力，为防止同步带断裂造装置失速，在传动轴上加入电磁制动抱闸器5，当装置运行速度超过限定速度时，电控控制电磁制动抱闸器5失电，电磁制动抱闸器5自动抱闸，使驱动轴不再滚动，确保装置在行走驱动组件4的同步带在极限状况下突然断裂时装置能紧急制动。此外，行走驱动组件4还可以进一步根据现场条件加装一个齿轮或链轮以保证设备大角度爬坡（一般要求在轨道坡度超过60°时需要加装齿轮或链轮以保证设备爬坡时不打滑，提高安全性）。本实施例中，弹簧机构24下部设有可调节弹簧机构24的伸缩量的步进电机，两步进电机分别置于整个驱动单元两侧，既可根据实际行走轨道是直段或坡段以及坡段角度的大小，自动智能的上下调节弹簧伸缩量，又可根据弯道行走内外侧驱动轮各自所需不同的行走压力，自动智能的调节弹簧机构24的压缩量，大大节省设备运行过程中需要的能耗，增加了摩擦轮414的使用寿命。

本实施例中，固定轨道1上安装有无线充电发射器，巡检设备2中设有无线充电接收器，避免接触式充电可能产生电火花在粉尘环境下引起爆炸以及潮湿环境下的漏电风险。一般要求无线充电发射器与无线充电接收器的垂直距离不超过5cm。

综上所述，本实施例输煤栈桥轨道式自动巡检装置具有模块化、易于拆装、维护便捷、上轨简便、运行稳定、防护紧密、安全可靠的优点，能进行大角度爬坡、小半径转弯，适用于类似输煤栈桥这种复杂场合下应用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。