地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备及监测方法技术

本发明专利技术提供一种地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备及监测方法，包括车体和控制器，车体内装设控制面板，控制面板上搭载通信模块，通信模块与控制器形成信号传输连接，车体上设置巡视机构和瞬变电磁探测机构，车体底部可拆装连接行走底盘，巡视机构包括三维全景扫描雷达与摄像头，三维全景扫描雷达与摄像头通过电路连接控制面板，瞬变电磁探测机构包括机械臂，机械臂上装设瞬变电磁线圈，机械臂与瞬变电磁线圈通过电路连接控制面板，行走底盘至少为轮式底盘

【技术实现步骤摘要】
地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备及监测方法


[0001]本专利技术属于机械
，涉及一种全自动探测装置，特别是一种地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备及监测方法
。

技术介绍

[0002]透水事故是指矿井在建设和生产过程中，由于防治水措施不到位而导致地表水和地下水通过裂隙
、
断层
、
塌陷区等各种通道无控制地涌入矿井工作面，造成作业人员伤亡或矿井财产损失的水灾事故，通常也称为透水
。
据统计在矿山事故中，透水事故伤亡大，往往造成较大事故
、
重大事故，甚至特大事故
。
随着中国矿山开采深度的加大，向深部开采过程当中透水问题越发严重
。
目前矿山针对透水事故的探测方法主要通过人工进行，但存在的问题是人工探测时间长，并无法实现实时巡检，容易造成巨大的安全隐患
。
[0003]目前针对地下非煤矿山透水监测的设备有瞬变电磁法
、
高密度电法等探测设备，这些设备的使用方法多以人工手持方式对危险区域进行测量
。
目前，瞬变电磁设备由于其非接触
、
探测精度高等特点广泛的应用于井下透水监测，但基本是利用人工操作的方式进行探测，需要人员将探测线圈展开后进行测量
。
由于人工探测的局限性，所以无法对狭窄区域
、
危险区域进行探测；并且人工探测时间短，无法进行全区域
、24
小时透水危险监测
。
由此往往会造成探测范围不全面
、
时间短等问题，极易引发安全问题
。
同时，随着中国工业互联网的快速发展，矿井基本实现通信网络全覆盖
。
目前大多数无人设备主要集中在采矿工作面，对于透水的无人巡检监测领域还处于空白
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种采用全自动行走车携带探测装置，实现全天候不间断精准探测的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备及监测方法
。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，包括车体和控制器，所述车体内装设控制面板，所述控制面板上搭载通信模块，所述通信模块与所述控制器形成信号传输连接，所述车体上设置巡视机构和瞬变电磁探测机构，所述车体底部可拆装连接行走底盘，所述巡视机构包括三维全景扫描雷达与摄像头，所述三维全景扫描雷达与所述摄像头通过电路连接所述控制面板，所述瞬变电磁探测机构包括机械臂，所述机械臂上装设瞬变电磁线圈，所述机械臂与所述瞬变电磁线圈通过电路连接所述控制面板，所述行走底盘至少为轮式底盘
、
履带式底盘中的任一种，所述控制面板通过电路连接所述轮式底盘
、
所述履带式底盘
。
[0006]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述机械臂包括多节顺次铰接的臂杆，相邻所述臂杆之间通过铰接轴形成转动连接
。
[0007]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述瞬变电磁线圈包括呈工字型的框架，所述机械臂的末端通过万向节驱动连接所述框架中心位置，所述框架的外周
上绕设探测线圈
。
[0008]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述框架上装设红外测距仪，所述红外测距仪通过电路连接所述控制面板
。
[0009]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述车体顶部具有收纳槽，所述机械臂装于所述收纳槽内部，所述收纳槽的顶侧通过伸缩器平移驱动盖板，所述伸缩器通过电路连接所述控制面板
。
[0010]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述轮式底盘包括底板，所述底板上装设行走电机，所述底板上通过转轴穿接至少四个行走轮，所述行走电机通过齿轮传动组件连接所述转轴，所述控制面板通过电路连接所述行走电机
。
[0011]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述履带式底盘包括底板，所述底板上装设行走电机，所述底板上通过转轴穿接至少四个传动轮，位于同侧的至少两个所述传动轮外周套接履带，所述行走电机通过齿轮传动组件连接所述转轴，所述控制面板通过电路连接所述行走电机
。
[0012]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述车体上装设旋转器，所述旋转器的旋转端上装设所述三维全景扫描雷达与所述摄像头，所述控制面板通过电路连接所述旋转器
。
[0013]在上述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备中，所述控制器包括通过电路连接的主机和显示屏，所述显示屏上具有拍摄演播窗口和若干控制键
。
[0014]一种地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备的监测方法，包括以下步骤：
[0015]1)、
控制面板操控行走底盘带动车体进入地下巷道内，在行进过程中，控制面板操控三维全景扫描雷达与摄像头对巷道内进行扫描
、
拍摄，并将扫描
、
拍摄结果从显示器的拍摄演播窗口进行显示，以使工作人员随时监测地下探测环境；
[0016]2)、
当车体到达探测指定位置后，控制面板操控伸缩器缩回伸缩杆将盖板打开，机械臂带动框架伸展并位移，并转动调节探测线圈的探测角度；
[0017]3)、
当红外测距仪感应到探测线圈距离巷道岩壁
5cm
时，红外测距仪向控制面板发送信号，控制面板操控机械臂停止伸长，并下达测量指令，探测线圈对岩体进行信号发射并接收探测信号，控制面板将透水探测数据发送至控制器，并由显示屏进行显示；
[0018]4)、
当透水探测数据超过标准设定值，显示屏进行报警
。
[0019]与现有技术相比，本地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备及监测方法具有以下有益效果：
[0020]1、
针对目前人工探测的局限性：无法对狭窄区域
、
危险区域进行探测等问题
。
本无人巡检设备采用可拆装模块设计，可根据不同监测场景对底盘进行更换
。
底盘部分还可以根据矿井需求进行开发，满足井下不同环境的监测需求，实现对地下矿山监测区域的全覆盖
。
[0021]2、
针对目前瞬变电磁监测设备需要人员将探测线圈展开后才能进行测量的问题，本无人巡检设备采用自动控制结构，实现对瞬变电磁监测装置的自动操控，避免了人工搬运展开探测过程中造成的设备损坏
。
[0022]3、
针对目前地下非煤矿山透水监测主要依靠人工巡检，造成人力浪费，还无法实现
24
小时全覆盖监测，本设备采用智能化无人监测可实现设备的
24
小时工作，保证对于危
险征兆的探测时间全覆盖，并极大的解放人员劳动力
。
[0023]4、
本无人巡检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，包括车体和控制器，其特征在于，所述车体内装设控制面板，所述控制面板上搭载通信模块，所述通信模块与所述控制器形成信号传输连接，所述车体上设置巡视机构和瞬变电磁探测机构，所述车体底部可拆装连接行走底盘，所述巡视机构包括三维全景扫描雷达与摄像头，所述三维全景扫描雷达与所述摄像头通过电路连接所述控制面板，所述瞬变电磁探测机构包括机械臂，所述机械臂上装设瞬变电磁线圈，所述机械臂与所述瞬变电磁线圈通过电路连接所述控制面板，所述行走底盘至少为轮式底盘
、
履带式底盘中的任一种，所述控制面板通过电路连接所述轮式底盘
、
所述履带式底盘
。2.
如权利要求1所述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，其特征在于，所述机械臂包括多节顺次铰接的臂杆，相邻所述臂杆之间通过铰接轴形成转动连接
。3.
如权利要求2所述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，其特征在于，所述瞬变电磁线圈包括呈工字型的框架，所述机械臂的末端通过万向节驱动连接所述框架中心位置，所述框架的外周上绕设探测线圈
。4.
如权利要求3所述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，其特征在于，所述框架上装设红外测距仪，所述红外测距仪通过电路连接所述控制面板
。5.
如权利要求2所述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，其特征在于，所述车体顶部具有收纳槽，所述机械臂装于所述收纳槽内部，所述收纳槽的顶侧通过伸缩器平移驱动盖板，所述伸缩器通过电路连接所述控制面板
。6.
如权利要求1所述的地下透水监测的瞬变电磁无人巡检设备，其特征在于，所述轮式底盘包括底板，所述底板上装设行走电机，所述底板上通过转轴穿接至少四个行走轮，所述行走电机通过齿轮传动组件连接所述转轴，所述控制面板通过电路连接所述行走...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚锡文，赵泽熙，许开立，徐晓虎，刘博，李季硕，张晋瑞，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：