一种煤场深层测温巡检机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种煤场深层测温巡检机器人，包括：运动底盘

【技术实现步骤摘要】
一种煤场深层测温巡检机器人


[0001]本专利技术涉及煤场测温
，更确切地说，它涉及一种煤场深层测温巡检机器人
。

技术介绍

[0002]目前，很多能源企业都按照环保的要求对露天煤场实施全封闭措施，而封闭煤场内部环境相对较差，存在许多风险
。
[0003]由于煤堆在存放的过程中会发生内部氧化并释放热量，容易发生升温和自燃现象，为了及时发现煤堆自燃的情况，需要监测煤堆内部温度
。
现有技术中的煤场测温方案，大多都是通过红外热像仪测温，只能测量煤堆表面温度，并不能对煤堆内部温度进行检测
。
在需要测量煤堆内部温度时，目前绝大多数煤场都采用人工测温的方式，把测温杆插到煤堆里面获取温度，不仅效率低
、
劳动强度大
、
危险程度高，而且依靠人力插入测温杆，检测的深度和位置均受限
。
[0004]除了测温，煤场还需要周期巡查，目前大多数煤场采用人工巡检
、
固定摄像头监控
、
挂轨机器人巡检
、
轮式机器人巡检等方式
。
由于封闭煤场仓内多为密闭空间，通风差
、
温度高
、
存在大量粉尘
。
作业人员长期在高浓度粉尘的煤场中巡检，会吸入大量粉尘，轻则罹患呼吸道疾病，重则羅患尘肺病，面临重大职业健康风险
。
由于封闭煤场通风不畅，粉尘在空气中达到燃爆临界浓度时，会发生燃烧甚至爆炸，对作业人员生命安全存在重大潜在风险
。
粉尘浓度高导致现场能见度较低，在人员活动过程中，会增加指挥和操作失误，极易导致工伤事故的发生
。
[0005]因此，一款能同时满足封闭煤场巡检和深层测温的机器人设备，在能源市场的发展空间巨大，发展前景可观
。
同时，该设备的研究具有行业通用性，凡是涉及到煤场的行业均可以使用该系统
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出了一种煤场深层测温巡检机器人
。
[0007]第一方面，提供了一种煤场深层测温巡检机器人，包括：运动底盘
、
机械臂
、
测温杆
、
激光雷达
、
四合一传感器和控制器；
[0008]其中，所述测温杆与机械臂相连接，所述机械臂
、
激光雷达和四合一传感器安装在所述运动底盘上；所述机械臂通过电机进行控制，以调节测温杆插入煤堆的深度
、
角度和高度
。
[0009]作为优选，所述机械臂包括大臂
、
大臂推杆
、
中臂
、
中臂推杆和小臂；大臂推杆的电机驱动大臂推杆伸缩，带动大臂转动，使大臂和水平面角度变化；中臂推杆的电机驱动中臂推杆伸缩，带动中臂转动，使中臂和大臂的角度变化；小臂俯仰角电机驱动小臂转动，使小臂与中臂的角度变化；伸缩电机驱动小臂伸缩，带动测温杆沿其尖端指向方向伸缩
。
[0010]作为优选，所述四合一传感器包括可见光相机
、
红外相机
、
有害气体传感器和声纹
传感器
。
[0011]作为优选，还包括：惯性传感器，用于实时定位机器人在煤场中的位置
。
[0012]第二方面，提供了一种如第一方面所述的煤场深层测温巡检机器人的测温方法，包括：
[0013]S1、
机器人进行巡检，并在到达测温点时，令测温杆处于初始折叠状态；
[0014]S2、
控制器发送机械臂的角度
、
高度指令，电机控制机械臂移动至指定位置，在伸缩电机的作用下，将测温杆插入至预设点位的煤堆内部；
[0015]S3、
测温杆的测温元件开始检测煤堆内部温度信息；
[0016]S4、
上报测温点的温度信息；如果温度超出报警阈值，则进行煤堆内部高温报警，并上报该点具体位置；
[0017]S5、
测温杆测温完成后，伸缩电机将测温杆收回，机械臂恢复到初始折叠状态，完成该点位的测温后，并运动至下一测温点，重复上述步骤进行内部测温，直至所有测温点均完成测温
。
[0018]作为优选，
S2
包括：
[0019]S201、
进行目标中心点的检测；
[0020]S202、
通过中臂推杆和大臂推杆的电机，调节测温杆尖端的位置；
[0021]S203、
根据可见光相机对测温杆和煤堆中心的图像估计，判断测温杆尖端是否距离煤堆表面中心小于阈值距离；若否，则实时调整中臂
、
大臂推杆电机，直至测温杆尖端距离达标；
[0022]S204、
通过小臂俯仰角电机，调节测温杆的朝向；
[0023]S205、
检测测温杆是否朝向煤堆中心，若否，实时细调小臂俯仰角电机，直至测温杆朝向煤矿中心点；
[0024]S206、
通过伸缩电机，驱动伸缩电机将测温杆沿其尖端指向方向插入；
[0025]S207、
判断测温杆末端是否与煤堆表面重合，若否，则调整伸缩电机，直至测温杆末端与煤堆表面重合
。
[0026]作为优选，
S3
中，测温杆插入煤堆深处一定时间后，控制器每间隔若干秒读取一次测温杆温度，共读取2次；如果第二次测量温度与第一次测量温度差值绝对值小于温度阈值，则认为温度已稳定，两次温度取平均值作为该点位煤堆温度；否则认为温度测量值未稳定，重新若干秒读取2次测温杆温度，直到温度测量值已稳定
。
[0027]作为优选，
S1
中，机器人在巡检过程中采用可见光相机对视野内的区域进行热烟火的检测分析，并采用红外相机对视野内的区域进行煤堆表面温度检测，以及采用有害气体传感器及声纹传感器持续对有害气体和相关声音进行检测
。
[0028]作为优选，
S1
中，控制后台显示煤场电子地图，用户在电子地图上设定机器人的起点
、
终点以及必要的巡检点位；机器人根据设定的点位，通过路径规划算法规划运动路径，并通过惯性传感器检测是否到达期望点位；机器人沿着规划路径运动过程中，通过距离传感器持续进行障碍检测；如检测到有障碍物，则进行避障运动
。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]1.
本专利技术替代人工进行煤堆深层测温，检测效率更高，检测深度更深，覆盖面更广，可实现精准高效地监控整个煤堆内部的温度，能尽早发现煤堆深层内部自燃早期风险
。
[0031]2.
本专利技术替代人工进行煤场巡检，及时发现煤堆表层烟火自燃情况
。
[0032]3.
本专利技术解决人工测温
、
巡检方式中健本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种煤场深层测温巡检机器人，其特征在于，包括：运动底盘
(12)、
机械臂
、
测温杆
(2)、
激光雷达
(5)、
四合一传感器
(9)
和控制器；其中，所述测温杆
(2)
与机械臂相连接，所述机械臂
、
激光雷达
(5)
和四合一传感器
(9)
安装在所述运动底盘
(12)
上；所述机械臂通过电机进行控制，以调节测温杆
(2)
插入煤堆的深度
、
角度和高度
。2.
根据权利要求1所述的煤场深层测温巡检机器人，其特征在于，所述机械臂包括大臂
(3)、
大臂推杆
(4)、
中臂
(8)、
中臂推杆
(10)
和小臂
(7)
；大臂推杆
(4)
的电机驱动大臂推杆
(4)
伸缩，带动大臂
(3)
转动，使大臂
(3)
和水平面角度变化；中臂推杆
(10)
的电机驱动中臂推杆
(10)
伸缩，带动中臂
(8)
转动，使中臂
(8)
和大臂
(3)
的角度变化；小臂俯仰角电机
(1)
驱动小臂
(7)
转动，使小臂
(7)
与中臂
(8)
的角度变化；伸缩电机
(6)
驱动小臂
(7)
伸缩，带动测温杆
(2)
沿其尖端指向方向伸缩
。3.
根据权利要求2所述的煤场深层测温巡检机器人，其特征在于，所述四合一传感器
(9)
包括可见光相机
、
红外相机
、
有害气体传感器和声纹传感器
。4.
根据权利要求4所述的煤场深层测温巡检机器人，其特征在于，还包括：惯性传感器，用于实时定位机器人在煤场中的位置
。5.
一种如权利要求1所述的煤场深层测温巡检机器人的测温方法，其特征在于，包括：
S1、
机器人进行巡检，并在到达测温点时，令测温杆
(2)
处于初始折叠状态；
S2、
控制器发送机械臂的角度
、
高度指令，电机控制机械臂移动至指定位置，在伸缩电机
(6)
的作用下，将测温杆
(2)
插入至预设点位的煤堆内部；
S3、
测温杆
(2)
的测温元件开始检测煤堆内部温度信息；
S4、
上报测温点的温度信息；如果温度超出报警阈值，则进行煤堆内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰敏，高峰，骆洲，何星慰，林清，周郅皓，王战，俞荣栋，
申请(专利权)人：浙江浙能数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：