一种轮式高炉风口安全巡检机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种轮式高炉风口安全巡检机器人，包括自下而上依次设置在轮式车体上导航系统、检测系统、供电系统、控制系统和通讯系统；导航系统由避障雷达、前激光导航雷达和后激光导航雷达构成；检测系统包括用于对炉体关键位置进行图像采集的高位热像仪、中位热像仪和低位热像仪，以及设置在靠近炉体的车载控制箱侧壁上的一氧化碳报警仪和异音采集器；控制系统包括小车行走控制装置、接入层交换机和音频分析仪；通讯系统包括车载无线发讯器和无线天线；供电系统由动力电池和电池管理装置构成；该巡检机器人可实现在保障巡检路径顺通的情况下及时掌握设备在使用过程的运行状态，并在出现运行状态异常时快速定位异常位置，保证高炉生产安全。证高炉生产安全。证高炉生产安全。

【技术实现步骤摘要】
一种轮式高炉风口安全巡检机器人


[0001]本技术涉及钢铁、冶金、矿业
，特别涉及一种轮式高炉风口安全巡检机器人。

技术介绍

[0002]在炼铁高炉系统中，高炉送风装置特别是直吹管是十分重要设备，承担着向高炉喷入热风的重任，是高炉安全生产的重要保证。由于直吹管长期处于高温、腐蚀、热疲劳和磨粒冲蚀的运行状态，使其承受很大的运行负荷，一旦直吹管耐材出现疲劳很容易诱发直吹管烧穿事故。因此，及时掌握风口平台直吹管温度变化趋势、检测煤气泄漏及直吹管烧穿产生的巨大噪音，及时自动发出警报提示从而避免重大恶性事故的发生，则尤为重要。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种能够对风口平台直吹管温度、烧穿噪音及煤气泄漏进行动态检测的轮式高炉风口安全巡检机器人。
[0004]为此，本技术技术方案如下：
[0005]一种轮式高炉风口安全巡检机器人，设置在轮式车体上的导航系统、检测系统、供电系统、控制系统和通讯系统；轮式车体的顶面上自下而上依次固定有车载动力电池箱和车载控制箱；其中，
[0006]导航系统由避障雷达、前激光导航雷达和后激光导航雷达构成；避障雷达以其雷达探测方向朝向车体前侧的方式设置在车载动力电池箱底面前侧；前激光导航雷达和后激光导航雷达分别位于车载控制箱顶面的对角位置处，二者分别以其激光扫描窗口朝向车体两侧的方式设置，以使二者的激光发射角度的扫描范围覆盖车体周向空间；
[0007]检测系统包括位热像仪、中位热像仪、低位热像仪、一氧化碳报警仪和异音采集器；高位热像仪以其图像采集窗口仰视朝向炉体风口装置的尾管、鹅颈和中管的方式居中设置在车载控制箱顶面上；中位热像仪以其图像采集窗口朝向炉体风口装置的直吹管的方式设置在车载控制箱顶面上；低位热像仪以其图像采集窗口朝向炉体风口装置的直吹管底部与炉体连接处的方式设置在车载动力电池箱底面上；一氧化碳报警仪和异音采集器设置在靠近炉体的车载控制箱侧壁上；
[0008]控制系统包括设置在车载控制箱内的小车行走控制装置、接入层交换机和音频分析仪；音频分析仪与异音采集器连接，接入层交换机分别与小车行走控制装置、避障雷达、前端激光导航雷达、后端激光导航雷达、一氧化碳报警仪和音频分析仪连接；
[0009]通讯系统包括与接入层交换机连接的车载无线发讯器和与车载无线发讯器连接无线天线；
[0010]供电系统设置在车载动力电池箱内，其由动力电池和电池管理装置构成；动力电池分别与车体上的各用电部件电性连接，电池管理装置与动力电池电性连接，以监测动力电池的剩余电量。
[0011]进一步地，轮式车体采用全舵轮转向自由驱动机构。
[0012]进一步地，避障雷达的扫描角度为0
°
～135
°
可调，两台激光导航雷的扫描角度为0
°
～270
°
可调。
[0013]进一步地，避障雷达铰接在避障雷达支架上，使其通过避障雷达支架固定在车载动力电池箱底部。
[0014]进一步地，前激光导航雷达通过前激光导航雷达支架设置在车载控制箱顶面且靠近车体左侧前端的位置处，且前激光导航雷达的激光扫描窗口朝向车体左侧，使其激光发射角度的扫描范围覆盖车身左侧和车身前方；后激光导航雷达通过后导航雷达支架设置在车载控制箱顶面且靠近车体右侧后端的位置处，且后激光导航雷达的激光扫描窗口朝向车体右侧，使其激光发射角度的扫描范围覆盖车身右侧和车身后方。
[0015]进一步地，车载控制箱的顶面上居中设置有电动云台，使高位热像仪通过高位热像仪支架固定在车载控制箱的顶面上；中位热像仪通过中位热像仪支架固定在车载控制箱顶面上且靠近炉体一侧的位置处；低位热像仪通过低位热像仪支架固定车载动力电池箱底面上且靠近炉体一侧的位置处。
[0016]进一步地，车载控制箱的顶板采用散热盖板，其上开设有两排分布散热孔。
[0017]进一步地，该轮式高炉风口安全巡检机器还包括安全报警装置，其由设置在车载控制箱顶板上的声光报警器和急停按钮构成；声光报警器与接入层交换机连接；急停按钮连接有断路控制器，其与动力电池电性连接，以通过按下急停按钮切断动力电池供电电路。
[0018]与现有技术相比，该轮式高炉风口巡检机器人能够在对炉体的定期巡检过程中实时采集风口平台直吹管温度变化趋势、煤气泄漏状况及直吹管烧穿产生的异常噪音上传上位机，并利用激光雷达和避障雷达实现实时巡检环境地图构建和行进路线中的障碍物探测，以在保障巡检路径顺通的情况下及时掌握设备在使用过程的运行状态，并能够在出现运行状态异常时快速定位异常位置，进而合理安排设备大修，避免重大恶性事故的发生，保证高炉生产安全，对延长设备使用寿命具有重要意义。
附图说明
[0019]图1为本技术的一种轮式高炉风口安全巡检机器人的前视图；
[0020]图2为本技术的一种轮式高炉风口安全巡检机器人的俯视图；
[0021]图3为本技术的一种轮式高炉风口安全巡检机器人的右视图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本技术有任何限制。为了便于描述，本实施例以机器人环绕炉体进行巡检为例进行进一步说明。基于机器人的定向运动方向为绕高炉炉体顺时针运动，朝向运动方向的一端为巡检机器人前端，另一端为巡检机器人后端，靠近炉体一侧为巡检机器人的右侧，远离炉体一侧为巡检机器人的左侧，进而，在本实施例中涉及的前、后、左、右等方位词均是基于此进行的描述。
[0023]参见图1～图3所示，该轮式高炉风口安全巡检机器包括设置在轮式车体1上导航系统、检测系统、供电系统、控制系统和通讯系统；其中，
[0024]轮式车体1采用全舵轮转向自由驱动机构，其为基于四轮方式实现行走的机构，具有直行、后退、原地回转的多种行走模式；在轮式车体1的顶面上自下而上依次固定有车载动力电池箱4和车载控制箱5。
[0025]导航系统设置在车载控制箱5的顶面上，其由避障雷达2、前激光导航雷达7和后激光导航雷达12构成；具体地，
[0026]避障雷达2通过避障雷达支架3以其雷达探测方向朝向车体前侧(即朝向车体行走方向)的方式设置在巡检机器人的前端侧，具体地，避障雷达2铰接在避障雷达支架3上，使其设置角度可调节；避障雷达支架3通过螺钉机械固定在车载动力电池箱4底部；
[0027]前激光导航雷达7通过前激光导航雷达支架6设置在车载控制箱5顶面且靠近车体左侧前端的位置处，且前激光导航雷达7的激光扫描窗口朝向车体左侧，使其激光发射角度的扫描范围覆盖车身左侧和车身前方；具体地，前激光导航雷达7铰接在前激光导航雷达支架6上，使其设置角度可调节；前激光导航雷达支架6通过螺钉机械固定在车载控制箱5的顶面上；
[0028]后激光导航雷达12通过后导航雷达支架13设置在车载控制箱5顶面且靠近车体右侧后端的位置处，即与前激光导航雷达7位于车载控制箱5顶面的对角处，且后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮式高炉风口安全巡检机器人，其特征在于，包括设置在轮式车体(1)上的导航系统、检测系统、供电系统、控制系统和通讯系统；轮式车体(1)的顶面上自下而上依次固定有车载动力电池箱(4)和车载控制箱(5)；其中，导航系统由避障雷达(2)、前激光导航雷达(7)和后激光导航雷达(12)构成；避障雷达(2)以其雷达探测方向朝向车体前侧的方式设置在车载动力电池箱(4)底面前侧；前激光导航雷达(7)和后激光导航雷达(12)分别位于车载控制箱(5)顶面的对角位置处，二者分别以其激光扫描窗口朝向车体两侧的方式设置，以使二者的激光发射角度的扫描范围覆盖车体周向空间；检测系统包括位热像仪(9)、中位热像仪(14)、低位热像仪(19)、一氧化碳报警仪(16)和异音采集器(17)；高位热像仪(9)以其图像采集窗口仰视朝向炉体风口装置的尾管、鹅颈和中管的方式居中设置在车载控制箱(5)顶面上；中位热像仪(14)以其图像采集窗口朝向炉体风口装置的直吹管的方式设置在车载控制箱(5)顶面上；低位热像仪(19)以其图像采集窗口朝向炉体风口装置的直吹管底部与炉体连接处的方式设置在车载动力电池箱(4)底面上；一氧化碳报警仪(16)和异音采集器(17)设置在靠近炉体的车载控制箱(5)侧壁上；控制系统包括设置在车载控制箱(5)内的小车行走控制装置、接入层交换机和音频分析仪；音频分析仪与异音采集器(17)连接，接入层交换机分别与小车行走控制装置、避障雷达(2)、前激光导航雷达(7)、后激光导航雷达(12)、一氧化碳报警仪(16)和音频分析仪连接；通讯系统包括与接入层交换机连接的车载无线发讯器和与车载无线发讯器连接无线天线(8)；供电系统设置在车载动力电池箱(4)内，其由动力电池和电池管理装置构成；动力电池分别与车体上的各用电部件电性连接，电池管理装置与动力电池电性连接，以监测动力电池的剩余电量。2.根据权利要求1所述的轮式高炉风口安全巡检机器人，其特征在于，轮式车体(1)采用全舵轮转向自由驱动机构
。
3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉栩，
申请(专利权)人：天津市三特电子有限公司，
类型：新型
国别省市：