智能除尘车的制作方法

1.本发明涉及地下工程施工技术领域，尤其是涉及智能除尘车。


背景技术：

2.在地下施工过程中，由于隧道环境封闭，施工作业机械多，其中爆破作业和湿喷混凝土作业会产生大量的粉尘和有害气体，不仅会严重危害现场施工人员身心健康，降低隧道施工效率，如果不经过处理就直接通过隧道口排放到大气中，还会严重污染大气环境，因此，对隧道中的粉尘和有害气体进行清除具有重要意义。
3.现有的除尘设备主要包括雾炮机和干式除尘设备；其中，雾炮机采用喷雾的形式进行粉尘抑制，由于需要不停的接水和排水，导致除尘效率较低；干式除尘设备则主要是以滤筒除尘设备加动力底盘简单集成，虽然可以解决隧道内除尘需求，但设备智能化程度低，降低了除尘效果，不能满足实际应用需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供智能除尘车，以缓解上述问题，实现了智能化除尘，提高了隧道内除尘效率和效果，具有较好的实用价值。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种智能除尘车，包括控制模块，以及与控制模块通信连接的除尘模块、环境监测模块和动力底盘；其中，控制模块、除尘模块和环境监测模块均设置在动力底盘上；控制模块用于驱动动力底盘在隧道中移动至待作业面，并触发除尘模块进入工作模式；其中，工作模式包括多个除尘模式；环境监测模块用于实时采集待作业面处预设范围内的粉尘信息，并将粉尘信息发送至控制模块；控制模块还用于接收粉尘信息，并根据粉尘信息控制除尘模块按照对应的除尘模式进行除尘工作。
6.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述智能除尘车还包括设备状态监测模块；设备状态监测模块与控制模块通信连接；控制模块还用于获取设备状态监测模块采集的设备状态信息，并根据设备状态信息对智能除尘车进行状态分析，生成状态分析结果；其中，状态分析结果包括预警信息和维护信息。
7.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述除尘模块包括依次设置的进风口、第一除尘单元和第二除尘单元；第一除尘单元，用于对流经进风口的原始空气进行过滤处理，得到过滤后的空气；第二除尘单元，用于对过滤后的空气进行除尘处理，得到处理后的空气。
8.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述第二除尘单元包括过滤板，用于对过滤后的空气进行气固分离处理，得到处理后的空气。
9.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述过滤板为高分子复合过滤板。
10.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述智能除尘车还包括压缩空气模块；其中，压缩空气模块设置在动力底盘上，且，与控制模块通信
连接；控制模块还用于当监听到气固分离处理完成时，触发压缩空气模块工作，以使压缩空气模块对过滤板进行清洁处理。
11.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述压缩空气模块包括空压机和压缩空气储罐；其中，空压机用于产生压缩空气，并将压缩空气经压缩空气储罐输送至过滤板，以对过滤板进行清洁处理。
12.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述智能除尘车还包括负压风机；其中，负压风机设置在动力底盘上，且与除尘模块连接；负压风机用于获取处理后的空气，并将处理后的空气排出。
13.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述动力底盘包括动力执行单元；其中，动力执行单元与控制模块通信连接；控制模块还用于生成运行控制指令，并将运行控制指令发送至动力执行单元，以使动力执行单元根据运行控制指令移动。
14.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，上述动力底盘还包括与动力执行单元连接的供电单元，用于对动力执行单元进行供电；其中，供电单元包括：氢燃料电池单元或锂电池单元。
15.本发明实施例带来了以下有益效果：
16.本发明实施例提供了智能除尘车，控制模块首先驱动动力底盘在隧道中移动至待作业面，并触发除尘模块进入工作模式；并通过环境监测模块实时采集待作业面处预设范围内的粉尘信息，以及根据粉尘信息控制除尘模块按照对应的除尘模式进行除尘工作，从而该智能除尘车，不仅可以对隧道中的粉尘进行处理，还可以根据粉尘信息选择除尘模式进行除尘工作，实现了智能化除尘，提高了隧道内的除尘效率和效果，便于在地下施工中推广实施，具有较好的实用价值。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例提供的一种智能除尘车的示意图；
21.图2为本发明实施例提供的另一种智能除尘车的示意图；
22.图3为本发明实施例提供的一种智能除尘车的整体结构示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明
的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.目前，除尘设备主要是以滤筒除尘设备加动力底盘简单集成，虽然可以解决隧道内除尘需求，但设备智能化程度低，降低了除尘效果；同时，隧道内空气湿度大，相对湿度一般可达80％～95％，传统的聚酯纤维的滤筒或滤板在高湿度粉尘环境下使用寿命较低，一般六个月到一年需要更换一次滤材，导致除尘设备运营成本极高，不便于在实际应用中推广实施。
25.基于此，本发明实施例提供了智能除尘车，以缓解上述问题，实现了智能化除尘，提高了隧道内除尘效率和效果，具有较好的实用价值。
26.为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
27.本发明实施例提供了一种智能除尘车，如图1所示，该智能除尘车包括控制模块10，以及与控制模块10通信连接的除尘模块20、环境监测模块30和动力底盘40；其中，控制模块10、除尘模块20和环境监测模块30均设置在动力底盘40上。在实际应用中，除尘模块20可以通过螺旋或者焊接方式固定在动力底盘40上；环境监测模块30包括用于采集粉尘信息的传感器，传感器可以通过螺栓的方式固定在动力底盘40的安装板上；控制模块10还可以设置在动力底盘40的内部，具体可以根据实际情况进行设置。
28.具体地，在地下施工过程中，控制模块10用于驱动动力底盘40在隧道中移动至待作业面，并触发除尘模块20进入工作模式；其中，工作模式包括多个除尘模式；这里通过控制模块10控制动力底盘40在隧道中移动，由于除尘模块20和环境监测模块30设置在动力底盘40上，从而除尘模块20和环境监测模块30随着动力底盘40进行移动，提高了智能除尘车的灵活性。
29.到达待作业面后，环境监测模块30用于实时采集待作业面处预设范围内的粉尘信息，并将粉尘信息发送至控制模块10；其中，这里粉尘信息包括但不仅限于粉尘浓度信息，这里预设范围可以根据实际情况进行设置，如为了保证除尘精度，这里预设范围可以设置较小范围，并当除尘完成后，移动至下一待作业面进行除尘，从而确保了每个待作业面处的除尘效果。
30.控制模块10还用于接收上述粉尘信息，并根据粉尘信息控制除尘模块20按照对应的除尘模式进行除尘工作，即对于不同的粉尘信息，控制模块10选择不同的目标除尘模式，并控制除尘模块20按照对应的目标除尘模式进行除尘工作，从而实现了智能除尘车根据环境中的粉尘信息智能化进行粉尘处理，不仅提高了除尘效果，还避免了同一除尘模式在不同粉尘环境中造成的功耗，提高了除尘效率。
31.本发明实施例提供的智能除尘车，不仅可以对隧道中的粉尘进行处理，还可以根据粉尘信息选择除尘模式进行除尘工作，实现了智能化除尘，提高了隧道内的除尘效率和效果，便于在地下施工中推广实施，具有较好的实用价值。
32.进一步的，上述环境监测模块30除了监测环境中的粉尘信息之外，还可以监测环境中的瓦斯等其它有害气体，如通过瓦斯传感器采集环境中的瓦斯信息等，因此，环境监测模块30中传感器的类型和数量可以根据实际情况进行设置，并通过螺栓固定在动力底盘40的安装板上，每个传感器均与控制模块10通信连接，如通过485通信模式或者24v电压信号
等与控制模块10进行通信。
33.需要说明的是，当环境监测模块30监测到瓦斯时，控制模块10还触发除尘模块20由工作模式切换为休眠模式，并控制动力底盘40移动至安全位置或退出隧道等，具体可以根据实际情况进行设置。
34.优选的，为了避免粉尘泄露，除尘模块采用负压吸尘方式进行除尘，以提高除尘效果。具体地，除尘模块包括依次设置的进风口、第一除尘单元和第二除尘单元；其中，第一除尘单元也称为粗效段单元，主要包括200目～500目的钢丝网，用于对流经进风口的原始空气进行过滤处理，得到过滤后的空气；这里过滤处理主要是对原始空气中的较大颗粒物和废弃物进行处理，得到包含较小颗粒物和粉尘的过滤后的空气；第二除尘单元也称为高效段单元，用于对过滤后的空气进行除尘处理，得到处理后的空气。需要说明的是，上述颗粒物的大小，可以根据实际情况进行设置，如不能通过第一除尘单元中钢丝网的颗粒物称为较大颗粒物，可以通过的则称为较小颗粒物等。
35.其中，第二除尘单元包括过滤板，用于对过滤后的空气进行气固分离处理，从而将过滤后的空气中的较小颗粒物和粉尘吸附在过滤板上，得到处理后的空气。其中，该过滤板为高分子复合过滤板，高分子复合过滤板是由高分子复合材料经高温压制而成，具有耐湿、耐潮和耐油的特点，适用于隧道高湿度粉尘环境，如可适用最高相对湿度达95％，使用寿命长，一般不低于10年，无需经常更换耗材，以及，通过第一除尘单元对原始空气进行过滤处理，还可以避免了较大颗粒物和废弃物损坏过滤板，进一步保证了过滤板的使用寿命。因此，上述过滤板不仅可以处理隧道内的高湿粉尘，还保证了智能除尘车的使用寿命。
36.进一步，如图2所示，智能除尘车还包括负压风机50；其中，负压风机通过螺旋或者焊接等方式设置在动力底盘40上，且与除尘模块20连接；在实际应用中，除尘模块20通常设置在负压风机50前面，并通过软风管连接，采用柔性或刚性卡箍固定。具体地，负压风机50用于获取处理后的空气，并将处理后的空气排出，在实际应用中，负压风机50的磨损性较小，使用寿命长，进一步提高了智能除尘车的使用寿命。
37.以及，如图2所示，上述智能除尘车还包括压缩空气模块60；其中，压缩空气模块60通过螺旋或者焊接等方式设置在动力底盘40上，且，与控制模块10通信连接；具体地，控制模块10还用于当监听到气固分离处理完成时，触发压缩空气模块60工作，以使压缩空气模块60对过滤板进行清洁处理，即当过滤板对过滤后的空气进行气固分离处理完成后，此时，空气中的粉尘吸附在过滤板上，控制模块10控制压缩空气模块60工作，以对过滤板进行清洁处理，避免了过滤板上吸附大量的粉尘，导致粉尘处理效率较低。
38.其中，压缩空气模块60包括空压机和压缩空气储罐；空压机用于产生压缩空气，并将压缩空气经压缩空气储罐输送至过滤板，以对过滤板进行清洁处理。
39.具体地，除尘模块内还包括气包、脉冲喷吹阀、灰斗和粉尘输送机，其中，灰斗设置在过滤板的正下方，压缩空气模块将压缩空气输出至气包中，并通过气包作用至脉冲喷吹阀，以使脉冲喷吹阀喷吹空气至过滤板，从而使吸附在过滤板上的粉尘落入灰斗内，最后通过粉尘输送机排出。
40.需要说明的是，在除尘模块按照不同除尘模式工作时，上述负压风机的频率、空气压缩模块中压缩空气的流量和压力、脉冲喷吹阀的脉冲宽度、粉尘输送机的运转频率等都根据除尘模式进行相应调整，即不同的除尘模式对应不同的参数，从而导致除尘模块的除
尘结果和除尘效率与对应的除尘模式相对应，实现了除尘过程的高效节能，进而保证了智能除尘车的使用寿命。
41.可选的，上述动力底盘包括动力执行单元；动力执行单元与控制模块通信连接；控制模块还用于生成运行控制指令，并将运行控制指令发送至动力执行单元，以使动力执行单元根据运行控制指令移动，从而实现智能除尘车移动至待作业面，或者移出隧道等，即动力执行单元的移动方向可以为单向行驶，也可以为双向行驶，具体可以根据实际情况进行设置。
42.此外，动力底盘还包括与动力执行单元连接的供电单元，用于对动力执行单元进行供电；其中，供电单元包括：氢燃料电池单元或锂电池单元。以及，动力底盘中还包括减速电机，用于驱动动力执行单元减速行驶等。
43.可选的，如图2所示，上述智能除尘车还包括设备状态监测模块70；其中，设备状态监测模块70与控制模块10通信连接；具体地，设备状态监测模块70包括多个监测设备，如在负压风机上设置压差计和流量计，以实时监测除尘模块工作时的除尘风量和设备阻力；这里监测设备包括但不仅限于负压风机处的流量计和压差计、负压风机变频器、减速电机变频器、压缩空气模块的流量计和压力表、动力底盘处的胎压仪、油量监测计和机油监测计等，具体可以根据实际情况进行设置；上述监测设备通过485通信模式或24v电压信号将采集的设备状态信息发送至与控制模块10。
44.在实际应用中，控制模块10还用于获取设备状态监测模块70采集的设备状态信息，这里设备状态信息包括但不仅限于：除尘风量、负压风机运行频率和使用时间、减速电机运行频率和使用时间、压缩空气模块的流量和压力、脉冲喷吹阀的脉冲宽度、动力底盘胎压、剩余油量和机油量等；并根据设备状态信息对智能除尘车进行状态分析，生成状态分析结果；其中，状态分析结果包括预警信息和维护信息。具体地，控制模块10根据设备状态信息进行智能计算和逻辑推理，以对智能除尘车进行状态分析，这里智能除尘车的状态可以分为多个等级，每个等级用于表征智能出除尘车的健康状况，如i级状态表明智能除尘车处于较好的状态，此时无需对智能除尘车进行维护，即状态分析结果中预警信息和维护信息均为无；ii级状态表明智能除尘车处于一般的状态，此时可能需要操作人员对智能除尘车进行检查，即状态分析结果中预警信息为无，维护信息则为检查等；iii级状态表明智能除尘车处于较差的状态，此时状态分析结果中存在预警信息和维护信息均，以便操作人员根据预警信息对智能除尘车进行维修检查等，从而通过上述设备状态监测模块70实时监测智能除尘车的设备状态信息，可以根据设备状态信息实时推送设备维护信息，便于智能化维护智能除尘车，提高了智能除尘车的使用寿命。
45.需要说明的是，在实际应用中，上述设备状态监测模块可以实时监测设备状态信息，控制模块可以实时进行状态分析，并生成状态分析结果，以便操作人员实时掌握智能除尘车的运行状态；也可以周期性进行状态分析，如每隔3天进行状态分析，具体可以根据实际情况进行设置。
46.为了便于理解，这里举例说明。如图3所示，智能除尘车包括：控制模块10、除尘模块20、环境监测模块30、动力底盘40、负压风机50、压缩空气模块60(未示出)和设备状态监测模块70(未示出)，其中，压缩空气模块包括空压机和压缩空气储罐，这里仅示出压缩空气储罐61；设备状态监测模块70包括设置在装置上的多个监测设备，这里仅示出设置在负压
风机50处的压差计71和流量计72；以及，除尘模块20还包括第一除尘单元21、第二除尘单元(未示出)和输出口22，当压缩空气模块作用于脉冲喷吹阀，以使脉冲喷吹阀喷吹空气至过滤板，导致吸附在过滤板上的粉尘落入灰斗内时，粉尘输送机通过输出口32将粉尘排出。
47.此外，上述智能除尘车还设置有就地操作面板80，便于操作人员在除尘过程中，通过就地操作面板80对智能除尘车进行控制。以及，在动力底盘40前端还设置有驾驶室，驾驶人员可以在驾驶室内通过相关操作机构如动力执行单元驾驶智能除尘车进行单向行驶，或者双向行驶，从而提高作业安全性和智能除尘车行进机动性。需要说明的是，在实际智能除尘车行驶过程中，除了上述驾驶员驾驶之外，驾驶人员或操作人员还可以通过遥控装置向控制模块发送遥控指令，以使控制模块根据遥控指令触发动力底盘工作，直至智能除尘车运行至作业面；或者，动力底盘上还可以设置图像采集装置，如摄像头等，通过实时采集智能除尘车所处位置的图像或视频，并发送至控制模块或通过通信模块发送至智能除尘车远控系统，以使控制模块或智能除尘车远控系统根据图像或视频进行路径分析，以使智能除尘车通过无人驾驶形式运行至作业面等，从而解放了人力成本，提高了智能除尘车的智能化功能，具体的智能除尘车的行驶方式可以根据实际情况进行设置，本发明实施例对此不作限制说明。
48.在实际工作中，上述智能除尘车的工作原理如下：在隧道爆破后或喷浆过程中，控制模块10驱动动力底盘40移动至作业面附近，然后开启除尘模块20工作，环境监测模块30监测作业面处预设范围内的粉尘信息，并将粉尘信息发送至控制模块10，控制模块10根据粉尘信息控制除尘模块30按照对应的除尘模式进行除尘工作，在除尘工作中，粉尘通过进风口进入第一除尘单元21进行过滤处理，然后，经第二除尘单元内高分子复合过滤板作气固分离，净化后的空气经负压风机50排出，吸附在高分子过滤板上的粉尘在压缩空气模块的作用下，经除尘模块内的脉冲喷吹阀，进行自动清洁，粉尘落入除尘模块的灰斗内，最后通过粉尘输送机输出。以及，在智能除尘车工作过程中，控制模块10还获取环境监测模块30实时采集的待作业面处预设范围内的粉尘信息和设备状态监测模块(如压差计71和流量计72等)实时监测的智能除尘车的设备状态信息，并根据粉尘信息实时调整除尘模式，以及根据设备状态信息调整智能除尘车的状态，实现了智能除尘车的智能化除尘和智能化维护。
49.因此，上述智能除尘车具有以下优点：(1)可以根据隧道内的粉尘信息进行智能化除尘，可最大程度节省用电功率，相比传统除尘车可以节能40％～50％；(2)可以根据实时监测的设备运行状态进行智能化维护，有效提高智能除尘车的使用寿命，如将智能除尘车大修的时间从常规的5年提高至10年；(3)除尘模块中通过高分子复合过滤板处理隧道内的高湿粉尘，高分子复合过滤板的使用寿命不低于10年，与传统除尘车相比，可以有效降低耗材成本，从而在降低成本的基础上，进一步提高了智能除尘车的使用寿命。
50.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明
的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。