【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统及控制、检测方法。
技术介绍
1、煤矿智能化技术的推进已成为我国煤矿重要技术发展问题。煤矿井下存在甲烷、一氧化碳等复杂气体，故针对井下复杂环境及安全使用，煤矿用巡检机器人需要具有瓦斯超限断电闭锁功能，当瓦斯超限时机器人中非本质安全型设备及动力系统供电应当断电闭锁，且甲烷传感部分应持续监测，并能将甲烷监测数据实时传输至监控设备，同时甲烷断电控制执行时间不大于2s。自发电巡检机器人动力源来自于外部的牵引电机，牵引电机带动机器人移动，机器人内部的自发电电机将机器人移动的动能转化为电能为内部设备供电，当瓦斯超限时只能将外部牵引电机停机，从而使机器人内部无法自发电，以保证非本质安全部分电源均被切断，此时瓦斯监测及通信部分的供电选择本质安全型电池组件来供电，由于电池组容量限制，持续采用电池组进行供电会产生续航不足问题。
2、此外，目前现有技术中断电控制执行时间的检测方法是通过工装采集控制断电信号输出时刻到断电结束反馈回来时刻的时间差，实际此种检测方法开始与结束均有误差，真正断电控制执行时间为检测到瓦斯浓度超限到断电时刻的时间差，因此突破现有检测方法，实现逼近真实断电控制执行动作时间的检测方法具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统及控制、检测方法；
2、一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，包括上位机、供电电路、切换控制电路和本安设
3、所述供电电路包括整流板、保护控制板、dc稳压模块、非安电池模块、本安电源模块以及备用本安电池，自发电电机产生的交流电经过整流板转换成直流电给到dc稳压模块，经dc稳压电源模块稳定电压后再输入到本安电源模块以及非安电池模块，本安电源模块提供四路12v本安电源电路；当瓦斯浓度不超限时，由本安电源模块对本安设备进行供电；当瓦斯浓度超限时，切换控制电路做出切换动作，切换为由备用本安电池对本安设备进行供电；
4、所述切换控制电路为本安继电器，本安继电器为单刀双掷结构，本安继电器的常闭触点与本安电源连接，本安继电器的常开触点与备用本安电池连接；本安继电器的公共端与本安设备连接；本安继电器的动作由本安设备进行控制。
5、所述备用本安电池由磷酸铁锂电池和具有双重过流过压保护本安电路组成，两部分通过环氧树脂浇封剂浇封成备用本安型浇封电池，备用本安型浇封电池总能量小于100wh。
6、所述本安设备包括依次连接的瓦斯传感器、本安控制板、本安交换机及本安无线ap，本安无线ap与上位机无线连接；所述瓦斯传感器采集瓦斯浓度，本安控制板对瓦斯浓度进行检测和判断，通过本安交换机及本安无线ap向上位机实时发送瓦斯浓度监测数据，上位机用于控制机器人断电停车。
7、所述本安控制板对备用本安电池状态实时监测；
8、所述一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统还包括报警器，当瓦斯浓度超限时，通过向本安设备向报警器发送报警信号
9、所述一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，用于实现一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统控制方法，包括以下步骤：
10、步骤1、本安设备每间隔100ms采集一次瓦斯浓度数据；
11、所述瓦斯浓度数据的采集过程中采用了中值滤波的算法，实现在最小绝对误差下的最优滤波；
12、中值滤波公式：y(i)＝med{x(i-n)…x(i)…x(i+n)}
13、其中med{}表示信号样本窗口，x(i-n)，…，x(i)，…，x(i+n)为样本采集二维数据，x(i)为位于窗口中心的信号样本值，n为定义采集数列的长度，通过窗口函数对采集信号样品从小到大的顺序进行排列，y(i)为最终滤波的输出值；
14、步骤2、本安设备将采集到的瓦斯浓度数据与预先设定的阈值进行比较，如果瓦斯浓度未超过阈值则继续进行循环监测，如果瓦斯浓度超过阈值则向报警器发送报警信号，同时命令本安继电器执行切换动作，未切换成功则尝试继续切换，切换成功则将断电停车信号发送至上位机；
15、步骤3、上位机发送断电停车指令；
16、步骤4、当检测到的瓦斯浓度小于阈值后，手动解除报警并恢复机器人运行，本安设备发送信号到切换控制电路，切换控制电路将本安继电器常开转换到常闭，恢复至本安电源模块对本安设备进行供电。
17、一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统检测方法，用于对上述一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统的断电控制执行时间进行检测，包括以下步骤：
18、步骤s1、将本安设备报警输出信号引出接入到电子计数器的开始计数触发端，以瓦斯传感器报警输出信号作为计时器开始计时触发；
19、步骤s2、将切换控制电路切换开关引出接入到电子计数器的终止计数触发端，以切换控制电路的切换信号作为计时器结束计时触发。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、(1)采用切换控制电路对本安设备的供电方式进行切换，当瓦斯浓度不超限时，由本安电源模块对本安设备进行供电；当瓦斯浓度超限时，由备用本安电池对本安设备进行供电，既能满足井下瓦斯超标断电的要求，又能满足断电保护后机器人能够持续对瓦斯浓度进行检测和实时上传，降低了巡检机器人进入到危险气体环境下引爆的风险，整体控制流程满足防爆要求。
22、(2)将瓦斯传感器报警输出信号引出接入到电子计数器的开始计数触发端，以瓦斯传感器报警输出信号作为计时器开始计时触发，实现报警与开始计时的同步性；将本安继电器双刀切换开关引出接入到电子计数器的终止计数触发端，以双刀开关切换信号作为计时器结束计时触发，实现电路切换与结束计时的同步性，解决了现有检测方法的误差问题，为检测的真实、可靠性提供重要手段。
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1.一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：包括上位机、供电电路、切换控制电路和本安设备；
2.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述切换控制电路为本安继电器，本安继电器为单刀双掷结构，本安继电器的常闭触点与本安电源连接，本安继电器的常开触点与备用本安电池连接；本安继电器的公共端与本安设备连接；本安继电器的动作由本安设备进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述备用本安电池由磷酸铁锂电池和具有双重过流过压保护本安电路组成，两部分通过环氧树脂浇封剂浇封成备用本安型浇封电池，备用本安型浇封电池总能量小于100Wh。
4.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述本安设备包括依次连接的瓦斯传感器、本安控制板、本安交换机及本安无线AP，本安无线AP与上位机无线连接；所述瓦斯传感器采集瓦斯浓度，本安控制板对瓦斯浓度进行检测和判断，通过本安交换机及本安无线AP向上位机实时发送瓦斯浓度监测数据，上位机用于控制机器人断电停车。
5.根据权利
6.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统还包括报警器，当瓦斯浓度超限时，通过向本安设备向报警器发送报警信号。
7.一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统控制方法，通过权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统实现，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统控制方法，其特征在于：所述瓦斯浓度数据的采集过程中采用了中值滤波的算法，实现在最小绝对误差下的最优滤波；
9.一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统检测方法，用于对权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统的断电控制执行时间进行检测，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：包括上位机、供电电路、切换控制电路和本安设备；
2.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述切换控制电路为本安继电器，本安继电器为单刀双掷结构，本安继电器的常闭触点与本安电源连接，本安继电器的常开触点与备用本安电池连接；本安继电器的公共端与本安设备连接；本安继电器的动作由本安设备进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述备用本安电池由磷酸铁锂电池和具有双重过流过压保护本安电路组成，两部分通过环氧树脂浇封剂浇封成备用本安型浇封电池，备用本安型浇封电池总能量小于100wh。
4.根据权利要求1所述的一种自发电巡检机器人瓦斯断电系统，其特征在于：所述本安设备包括依次连接的瓦斯传感器、本安控制板、本安交换机及本安无线ap，本安无线ap与上位机无线连接；所述瓦斯传感器采集瓦斯浓度，本安控制板对瓦斯浓度进行检测和判断，通过本安...
【专利技术属性】
技术研发人员：马龙，郭长娜，王哲，吴钰晶，杨华松，陈永冉，张岩，康馨丹，齐宁，赵佰顺，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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