越障式提升机钢丝绳检测机器人及越障方法技术

本发明专利技术属于矿井提升装备钢丝绳无损检测技术领域，尤其是涉及一种越障式提升机钢丝绳检测机器人及越障方法，其中越障式提升机钢丝绳检测机器人，其特征在于包括上部机架，下部机架，贯穿在上部机架和下部机架中部的钢丝绳，设置在上部机架上的钢丝绳磁化仪，设置在下部机架上的钢丝绳探伤仪，分别设置在部机架和下部机架上的视觉模块、越障装置、电磁锁装置、机架、连接栓和调节张紧装置。本发明专利技术可使探伤攀爬机器人跨越罐道梁、钢梁等障碍物，有效解决存在障碍物的绳段难以检测的难题，有利于人全面、系统地检测整根钢丝绳；利用上部机架和下部机架交替夹持钢丝绳，采用回转机构进行位姿矫正，通过轮毂电机驱动机体实现了高效可靠越障。靠越障。靠越障。

Obstacle climbing hoist wire rope detection robot and obstacle climbing method

【技术实现步骤摘要】
越障式提升机钢丝绳检测机器人及越障方法
[0001]

[0002]本专利技术属于矿井提升装备钢丝绳无损检测
，尤其是涉及一种越障式提升机钢丝绳检测机器人及越障方法。

技术介绍

[0003]钢丝绳作为承载和配重的核心构件，是矿井提升机的“咽喉”。在长期作业过程中易出现断丝、磨损等损伤。钢丝绳的损伤检测可靠性，直接关系到提升系统的安全运行，因此需要定期检查和维护。现有钢丝绳检测机器人包括基于机器视觉检测法、基于磁检测等，如专利授权号为CN201510381205.3的基于机器视觉检测法的机器人，通过驱动机构和夹紧机构实现机器人在钢丝绳上的稳定爬行，通过搭载移动小车、本安摄像头和云台实现对钢丝绳损伤全角度的图像采集。如专利授权号为CN202994776U的轮式钢丝绳检测机器人，通过滚轮行走机构和拉紧机构实现机器人在钢丝绳的稳定爬行，通过搭载传感器实现钢丝绳的损伤检测。如专利申请号为CN202110249464.6的磁吸附履带检测机器人，通过具有磁性的履带机构和张紧机构，实现机器人在钢丝绳上的稳定爬行和对钢丝绳磁化功能，并搭载漏磁检测传感器，实现对钢丝绳损伤的检测。
[0004]然而，上述钢丝绳检测机器人在巡检时，面临如下问题：第一，由于部分矿井中，有些被测钢丝绳穿过罐道梁、钢梁等构件，导致攀爬机器人难以直接通过，而现有的钢丝绳检测机器人缺乏越障能力，导致井筒中有障碍的绳段疏于检测，难以全面、系统的进行整根检测，造成安全隐患；第二，由于各矿井的开采工况不同，被测的钢丝绳包含不同直径的尾绳和罐道绳，导致攀爬机器人需要适应不同直径钢丝绳的攀爬；第三，随着服役年限的积累，被测钢丝绳容易出现断丝突起等工况，干扰机器人的平稳攀爬巡检，甚至导致机器人卡住，难以继续攀爬。第四，采用机器视觉检测法无法检测到钢丝绳内部损伤，且由于钢丝绳外表面油污的影响，检测准确率不高。因而，本专利技术提出一种越障式提升机钢丝绳检测机器人及越障方法，旨在使探伤攀爬机器人具备一定的越障能力，能够平稳可靠地沿被测钢丝绳轴向攀爬并实现钢丝绳内部、外部的无损检测。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种越障式提升机钢丝绳检测机器人及越障方法，使探伤攀爬机器人具有一定的越障能力，能够自主识别和跨越障碍物，适应不同直径的钢丝绳攀爬，同时能够平稳地跨越断丝突起，从而高效、准确、全面、系统的检测整根钢丝绳。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的：本专利技术的越障式提升机钢丝绳检测机器人，其特征在于包括上部机架，与此上部机架通过连接杆连接的下部机架，贯穿在所述上部机架和下部机架中部的钢丝绳，设置在所述上部机架上的钢丝绳磁化仪，设置在所述下部机架上的钢丝绳探伤仪，分别设置在所
述上部机架和下部机架上的视觉模块、越障装置、电磁锁装置、连接栓和调节张紧装置，所述的上部机架和下部机架通过电磁锁装置实现打开和闭合，所述的上部机架的左半部和右半部分别与所述的刚丝绳磁化仪套筒的左半部分和右半部分通过连接栓固定连接，所述的下部机架的左半部和右半部分别与所述的刚丝绳探伤仪套筒的左半部分和右半部分通过连接栓固定连接。
[0007]所述的越障装置包括通过螺栓固定在所述上部机架和下部机架端盖上的旋转电机，与此旋转电机输出轴相连接的旋转齿轮，内齿轮与此旋转齿轮相啮合的中空旋转平台，固定在所述上部机架和下部机架端盖上的中空旋转平台轨道，设置在所述中空旋转平台上的移动电机和移动平台轨道，通过轴承座与所述移动电机相连接的滚珠丝杠装置，与此滚珠丝杠装置相连接的移动平台，所述的中空旋转平台沿所述的中空旋转平台轨道转动，所述的移动平台沿所述的移动平台轨道滑动，所述的调节张紧装置包括调节张紧电机，与此调节张紧电机相连接的调节张紧齿轮，与所述的上部机架和下部机架固定连接的调节装置活塞腔，设置在此调节装置活塞腔内且与调节装置活塞腔滑动连接的调节装置，与此调节装置固定连接的齿条和张紧装置活塞腔，一端设置在此张紧装置活塞腔内且与张紧装置活塞腔滑动连接的张紧装置，设置在所述张紧装置活塞腔和张紧装置之间的张紧弹簧，设置在所述张紧装置另一端的滚轮轴和滚轮装置，所述的调节张紧齿轮与所述的齿条相啮合。
[0008]所述的连接杆为六根。
[0009]所述的上部机架和下部机架设有张紧电机搭载平台、电池搭载平台和无线通讯搭载平台。
[0010]所述的滚轮轴与轮毂电机相连接。
[0011]一种基于越障式提升机钢丝绳检测机器人的越障方法，其特征在于，具体步骤包括：（1）无障碍物巡检：当机器人行进方向上没有障碍物时，通过调节张紧装置中的调节装置和张紧装置，实现对不同直径钢丝绳的抱紧，通过轮毂电机提供动力，实现机器人在钢丝绳上的稳定爬行，通过钢丝绳磁化仪实现对钢丝绳的磁化，通过钢丝绳探伤仪实现对钢丝绳的损伤检测；（2）障碍物识别：当视觉模块检测到爬行前方存在障碍物时，制停轮毂电机，视觉检测障碍物最窄跨越距离和最宽跨越距离，通过与预设最大跨越距离比较，若预设最大跨越距离小于最窄跨越距离，判定为无法越障，轮毂电机回转，沿原路径返回；若预设最大跨越距离在最窄跨越距离和最宽跨越距离之间，判定为调节越障，先进行位姿矫正，调整到合适的跨越路径，再进行障碍物越障；若预设最大跨越距离大于最宽跨越距离，则进行障碍物越障；（3）位姿矫正：当判定为调节越障时，先进行位姿矫正，下部机架的调节张紧电机启动，使调节张紧装置的滚轮装置前伸，增大滚轮装置与钢丝绳的预紧，上部机架的电磁锁装置打开，启动下部机架的移动电机，使下部机架的移动平台沿移动平台轨道向外移动，通过连接杆带动上部机架的左半部和右半部向外移动；启动下部机架的旋转电机，使下部机
架的移动平台旋转到合适的跨越角度；启动下部机架的移动电机，使下部机架的移动平台沿移动平台轨道向内移动，通过连接杆带动上部机架的左半部和右半部向内移动，上部机架的电磁锁装置闭合，上部机架的调节张紧电机启动，增大滚轮装置与钢丝绳的预紧，将上部机架的开合线调节到合适跨越角度；下部机架的旋转电机启动，使下部机架的移动平台旋转到初始状态；启动下部机架的调节张紧电机，减小滚轮装置与钢丝绳的预紧，打开下部机架的电磁锁装置，启动上部机架的移动电机，使上部机架的移动平台沿移动平台轨道向外移动，通过连接杆带动下部机架的左半部和右半部向外移动；启动上部机架的旋转电机，使上部机架的移动平台旋转到合适的跨越角度；启动上部机架的移动电机，使上部机架的移动平台沿移动平台轨道向内移动，下部机架的电磁锁装置闭合，启动下部机架的调节张紧电机，增大滚轮装置与钢丝绳的预紧，实现了下部机架的开合线调节到合适跨越角度，完成上部机架和下部机架的位姿矫正；（4）障碍物越障：当机器人完成位姿矫正，或者预设最大跨越距离大于最宽跨越距离时，开始进行障碍物越障；启动上部机架的调节张紧电机，减小滚轮装置与钢丝绳的预紧，打开上部机架的电磁锁装置，启动下部机架的移动电机，使下部机架的移动平台沿移动平台轨道向外移动，通过六根连接杆带动上部机架的左半部和右半部向外移动；启动下部机架的轮毂电机，启动下部机架攀爬钢丝绳，使上部机架跨越障碍物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种越障式提升机钢丝绳检测机器人，其特征在于包括上部机架，与此上部机架通过连接杆连接的下部机架，贯穿在所述上部机架和下部机架中部的钢丝绳，设置在所述上部机架上的钢丝绳磁化仪，设置在所述下部机架上的钢丝绳探伤仪，分别设置在所述上部机架和下部机架上的视觉模块、越障装置、电磁锁装置、连接栓和调节张紧装置，所述的上部机架和下部机架通过电磁锁装置实现打开和闭合，所述的上部机架的左半部和右半部分别与所述的刚丝绳磁化仪套筒的左半部分和右半部分通过连接栓固定连接，所述的下部机架的左半部和右半部分别与所述的刚丝绳探伤仪套筒的左半部分和右半部分通过连接栓固定连接，所述的越障装置包括通过螺栓固定在所述上部机架和下部机架端盖上的旋转电机，与此旋转电机输出轴相连接的旋转齿轮，内齿轮与此旋转齿轮相啮合的中空旋转平台，固定在所述上部机架和下部机架端盖上的中空旋转平台轨道，设置在所述中空旋转平台上的移动电机和移动平台轨道，通过轴承座与所述移动电机相连接的滚珠丝杠装置，与此滚珠丝杠装置相连接的移动平台，所述的中空旋转平台沿所述的中空旋转平台轨道转动，所述的移动平台沿所述的移动平台轨道滑动，所述的调节张紧装置包括调节张紧电机，与此调节张紧电机相连接的调节张紧齿轮，与所述的上部机架和下部机架固定连接的调节装置活塞腔，设置在此调节装置活塞腔内且与调节装置活塞腔滑动连接的调节装置，与此调节装置固定连接的齿条和张紧装置活塞腔，一端设置在此张紧装置活塞腔内且与张紧装置活塞腔滑动连接的张紧装置，设置在所述张紧装置活塞腔和张紧装置之间的张紧弹簧，设置在所述张紧装置另一端的滚轮轴和滚轮装置，所述的调节张紧齿轮与所述的齿条相啮合。2.根据权利要求1所述的越障式提升机钢丝绳检测机器人，其特征在于所述的连接杆为六根。3.根据权利要求1所述的越障式提升机钢丝绳检测机器人，其特征在于所述的上部机架和下部机架设有张紧电机搭载平台、电池搭载平台和无线通讯搭载平台。4.根据权利要求1所述的越障式提升机钢丝绳检测机器人，其特征在于所述的滚轮轴与轮毂电机相连接。5.一种基于越障式提升机钢丝绳检测机器人的越障方法，其特征在于，具体步骤包括：（1）无障碍物巡检：当机器人行进方向上没有障碍物时，通过调节张紧装置9中的调节装置905和张紧装置904，实现对不同直径钢丝绳7的抱紧，通过轮毂电机909提供动力，实现机器人在钢丝绳7上的稳定爬行，通过钢丝绳磁化仪5实现对钢丝绳7的磁化，通过钢丝绳探伤仪10实现对钢丝绳7的损伤检测；（2）障碍物识别：当视觉模块检测到爬行前方存在障碍物时，制停轮毂电机，视觉检测障碍物最窄跨越距离和最宽跨越距离，通过与预设最大跨越距离比较，若预设最大跨越距离小于最窄跨越距离，判定为无法越障，轮毂电机回转，沿原路径返回；若预设最大跨越距离在最窄跨越距离和最宽跨越距离之间，判定为调节越障，先进...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东，杨建华，张宝金，许钟奇，李云涛，刘伟新，迟强，张振江，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：