本发明属于机器人系统技术领域，特别是涉及一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统。
背景技术：
近年来，随着煤矿安全装备水平的不断提高，瓦斯监控系统的普遍应用，有害气体的检测手段也日趋完善，各大、中型矿井已经形成了人工定点、定时检测与自动监测相结合的检测体系。在人工检测方法中，除了取样分析法之外，目前使用最广泛的还是快速测定法。采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不低于20％；二氧化碳浓度不超过0.5％。矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75％时，必须立即查明原因，进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5％时，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5％时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。因此，所有在开采煤矿每天必须要求监测瓦斯和有害气体浓度变化，采用现场人工流动监测和设备固定点监测两种结合方式。
一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统针对现有检测技术手段，主要是依赖人工流动采集和固定监测点采集，采掘面和主要巷道区域进行人工流动采集气体样本，工作环境复杂，在大型机械附近操作较为危险，人工采集会因为个人作息影响检测时间，极其容易出现漏检和脱岗现象。且人工检测也容易出现检测点的随意性，导致检测误差和漏检。因此，井下人工瓦斯及有害气体检测手段存在缺陷和不足。
本发明是一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统，具备图像、温度、湿度、瓦斯浓度等参数的采集，并能通过无线wifi方式将数据传送到远程的监控中心，井下智能巡检机器人按照既定的线路进行来回的巡检，巡检周期可以根据情况进行配置。从而解决了人工测量时间不固定，数据上报不及时的问题。而且，大大简化了人工采集的工作量。对检测结果做到有理有据，巡检机器人具有监测成本低、结构简单、性能好、使用方便及生产质量高等特点。相应国家机器人减人发展大趋势和方向。也有效的杜绝了人工巡检的缺陷，提升数字矿井安全生产的科学依据。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统，通过井下智能巡检机器人按照既定的线路进行来回的巡检，巡检周期可以根据情况进行配置，解决了现有人工测量时间不固定，数据上报不及时的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统，包括微处理器和监控中心系统，所述微处理器接收全方位红外摄像头的视频信息和图像信息；所述微处理器接收红外线测距传感器的距离数据信息；所述微处理器接收湿度传感器的湿度数据信息；所述微处理器接收温度传感器的温度数据信息；所述微处理器接收烟雾传感器的烟雾信息；所述微处理器接收瓦斯采集模块的瓦斯浓度数据信息；所述微处理器接收氧气采集模块的氧气浓度数据信息；所述微处理器接收二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度数据信息；所述微处理器接收轨道触点模块的数据信息；所述微处理器与数据存储模块进行数据传输；所述微处理器向电机一模块输出正转、反转和关闭命令；所述微处理器向语音设备输出语音信息；所述微处理器向电机二模块输出正转、反转和关闭命令；所述微处理器向led灯模块输出开关命令；所述微处理器向报警器输出报警命令；所述微处理器向断电保护模块输出断电和复电命令；所述微处理器与监控中心系统通过无线传输模块进行数据传输；所述电机一模块控制机器人的前进、后退和停止；所述电机二模块控制盖板模块机器人的展开与闭合。
进一步地，所述微处理器接收到红外线测距传感器的距离小于1m时，所述微处理器向电机一模块输出关闭命令，所述机器人停止运动，所述微处理器向监控中心系统输出障碍等待处理信息；所述微处理器接收到湿度传感器的湿度大于95％时，所述微处理器向监控中心系统输出湿度过高提示信息；所述微处理器接收到温度传感器的温度小于20°或大于70°时，所述微处理器向监控中心系统输出温度过低或过高提示信息；所述微处理器接收到烟雾传感器的烟雾信息时，所述微处理器向监控中心系统输出烟雾提示信息，所述微处理器向报警器输出报警命令；所述微处理器接收到氧气采集模块的氧气浓度低于20％时，所述微处理器向监控中心系统输出氧气不足信息，所述微处理器向报警器输出报警命令；所述微处理器接收到瓦斯采集模块的瓦斯浓度大于0.75％时，所述微处理器向监控中心系统输出查明原因信息；所述微处理器接收到瓦斯采集模块的瓦斯浓度大于1％时，所述微处理器向监控中心系统输出紧急处理信息，所述微处理器向报警器输出报警命令，所述微处理器向断电保护模块输出断电命令，进行断电处理、停止工作和撤人行动；所述微处理器接收到二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度大于0.5％时，所述微处理器向监控中心系统输出查明原因信息；所述微处理器接收到二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度大于0.75％时，所述微处理器向监控中心系统输出紧急处理信息；所述微处理器接收到二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度大于1.5％时，所述微处理器向报警器输出报警命令，停止工作和撤人行动；所述微处理器向报警器输出报警命令时，所述微处理器向语音设备输出所述报警原因语音信息。
进一步地，所述监控中心系统通过微处理器控制电机一模块、电机二模块、语音设备、断电保护模块、led灯装置和报警装置；所述监控中心系统接收微处理器的数据信息。
进一步地，所述轨道触点模块均匀安装在机器人行驶的轨道上；所述每个轨道触点模块向微处理器输出不同的数据信息；所述微处理器根据不同的数据信息判断机器人的位置。
进一步地，所述语音设备向微处理器输出语音信息。
进一步地，所述蓄电池模块向全方位红外摄像头、红外线测距传感器、湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器、瓦斯传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、轨道触点模块、电机一模块、电机二模块、语音设备、断电模块、led灯装置、报警装置供电；所述蓄电池模块断电时，由备份蓄电池组供电；所述蓄电池模块和备份蓄电池组的输出电压为12v，容量为7ah。
进一步地，所述电机一模块控制机器人前进和后退的同时，所述微处理器向盖板模块输出打开命令，所述微处理器向led灯模块输出打开命令；所述电机一模块控制机器人停止的同时，所述微处理器向盖板模块输出关闭命令。
进一步地，所述监控中心系统通过微处理器控制机器人巡检；所述监控中心系统每四个小时向微处理器输出巡检命令；所述机器人巡检路程1km；所述巡检周期为4h，一天6次；所述巡检一次所需时间为30min。
本发明具有以下有益效果：
本发明是一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统，具备图像、温度、湿度、瓦斯浓度等参数的采集，并能通过无线wifi方式将数据传送到远程的监控中心，井下智能巡检机器人按照既定的线路进行来回的巡检，巡检周期可以根据情况进行配置。从而解决了人工测量时间不固定，数据上报不及时的问题。而且，大大简化了人工采集的工作量。对检测结果做到有理有据，巡检机器人具有监测成本低、结构简单、性能好、使用方便及生产质量高等特点。相应国家机器人减人发展大趋势和方向。也有效的杜绝了人工巡检的缺陷，提升数字矿井安全生产的科学依据。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为公开了一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统，包括微处理器和监控中心系统，微处理器接收全方位红外摄像头的视频信息和图像信息；微处理器接收红外线测距传感器的距离数据信息；微处理器接收湿度传感器的湿度数据信息；微处理器接收温度传感器的温度数据信息；微处理器接收烟雾传感器的烟雾信息；微处理器接收瓦斯采集模块的瓦斯浓度数据信息；微处理器接收氧气采集模块的氧气浓度数据信息；微处理器接收二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度数据信息；微处理器接收轨道触点模块的数据信息；微处理器与数据存储模块进行数据传输；微处理器向电机一模块输出正转、反转和关闭命令；微处理器向语音设备输出语音信息；微处理器向电机二模块输出正转、反转和关闭命令；微处理器向led灯模块输出开关命令；微处理器向报警器输出报警命令；微处理器向断电保护模块输出断电和复电命令；微处理器与监控中心系统通过无线传输模块进行数据传输；电机一模块控制机器人的前进、后退和停止；电机二模块控制盖板模块机器人的展开与闭合。
其中，微处理器接收到红外线测距传感器的距离小于1m时，微处理器向电机一模块输出关闭命令，机器人停止运动，微处理器向监控中心系统输出障碍等待处理信息；微处理器接收到湿度传感器的湿度大于95％时，微处理器向监控中心系统输出湿度过高提示信息；微处理器接收到温度传感器的温度小于20°或大于70°时，微处理器向监控中心系统输出温度过低或过高提示信息；微处理器接收到烟雾传感器的烟雾信息时，微处理器向监控中心系统输出烟雾提示信息，微处理器向报警器输出报警命令；微处理器接收到氧气采集模块的氧气浓度低于20％时，微处理器向监控中心系统输出氧气不足信息，微处理器向报警器输出报警命令；微处理器接收到瓦斯采集模块的瓦斯浓度大于0.75％时，微处理器向监控中心系统输出查明原因信息；微处理器接收到瓦斯采集模块的瓦斯浓度大于1％时，微处理器向监控中心系统输出紧急处理信息，微处理器向报警器输出报警命令，微处理器向断电保护模块输出断电命令，进行断电处理、停止工作和撤人行动；微处理器接收到二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度大于0.5％时，微处理器向监控中心系统输出查明原因信息；微处理器接收到二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度大于0.75％时，微处理器向监控中心系统输出紧急处理信息；微处理器接收到二氧化碳采集模块的二氧化碳浓度大于1.5％时，微处理器向报警器输出报警命令，停止工作和撤人行动；微处理器向报警器输出报警命令时，微处理器向语音设备输出报警原因语音信息。
其中，监控中心系统通过微处理器控制电机一模块、电机二模块、语音设备、断电保护模块、led灯装置和报警装置；监控中心系统接收微处理器的数据信息。
其中，轨道触点模块均匀安装在机器人行驶的轨道上；每个轨道触点模块向微处理器输出不同的数据信息；微处理器根据不同的数据信息判断机器人的位置。
其中，语音设备向微处理器输出语音信息。
其中，蓄电池模块向全方位红外摄像头、红外线测距传感器、湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器、瓦斯传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、轨道触点模块、电机一模块、电机二模块、语音设备、断电模块、led灯装置、报警装置供电；蓄电池模块断电时，由备份蓄电池组供电；蓄电池模块和备份蓄电池组的输出电压为12v，容量为7ah。
其中，电机一模块控制机器人前进和后退的同时，微处理器向盖板模块输出打开命令，微处理器向led灯模块输出打开命令；电机一模块控制机器人停止的同时，微处理器向盖板模块输出关闭命令。
其中，监控中心系统通过微处理器控制机器人巡检；监控中心系统每四个小时向微处理器输出巡检命令；机器人巡检路程1km；巡检周期为4h，一天6次；巡检一次所需时间为30min。
其中，微处理器接收到巡检命令，微处理器向盖板模块输出打开命令，微处理器控制全方位红外摄像头、红外线测距传感器、湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器、氧气采集模块、二氧化碳采集模块、轨道触点模块、瓦斯采集模块、led灯装置为打开状态，微处理器控制电机一模块进行前进运动；机器人运行轨道安装在通道的顶部；机器人遇到障碍物时，微处理器控制电机一模块进行停止状态，电机二模块控制盖板模块机器人为闭合状态，当障碍物被移出时，微处理器控制电机一模块进行前进运动；检测设备每30s检测一次；监控中心系统显示蓄电池模块的剩余电量数据信息；地面设有充电桩自动充电；电量低时，安排工人进行充电；监控中心系统通过微处理器控制机器人进入巡检模式和非巡检模式。
其中，主要参数如下：像素：200万像素，格式：jpeg格式的图像，分辨率：1920×1080，通讯方式：485通讯，视角：70°，拍照距离：50米以内清晰，工作电压：dc12v±15％，工作温度：-20℃～70℃，工作湿度：≤95％(40℃)。
其中，一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统温度采集：实时采集周围环境的温度。温度采集精度不大于0.5℃，分辨力不大于0.3℃，静态电流不大于8ma，宽供电范围：供电电压为10v～36v，采集范围为：-40℃～85℃。
其中，一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统湿度采集，实时采集周围环境的湿度。湿度采集精度不大于±3％rh，静态电流不大于8ma，宽供电范围：供电电压为10v～36v。采集范围为：0％～100％rh。
其中，一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统瓦斯采集：实时采集周围环境的瓦斯浓度。主要技术指标如下：测量范围:0～4.00％ch4，基本测量误差:0.00～1.00％ch4±0.10％ch4，1.00～2.00％ch4±0.20％ch4，2.00～4.00％ch4±0.30％ch4，采样方式：扩散式采集；元件检测反应速度：≤30s，热催化元件寿命：一年以上，本安参数：a)ui：18vdcii：70ma，b)ci：0.08μfii：0ma，工作电压:dc9-24v；工作电流:≤85ma，防爆标志:exibdi，防爆型式：矿用本质安全兼隔爆型。
其中，一种用于井下巡检的自调节保护式机器人系统数据传输方式：采用工业级的无线wifi设备进行数据传输。wifi参数如下：标准:802.11b/g/n，网络模式:ap/station，ap模式接入终端数量:1,频率范围:2.412ghz～2.484ghz。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。