【摘要】：帶式輸送機(jī)作為煤炭行業(yè)最重要的運(yùn)輸設(shè)備,其運(yùn)行狀況直接影響煤礦的生產(chǎn)與安全。由于運(yùn)輸線路長、工作環(huán)境惡劣,帶式輸送機(jī)在使用過程中常伴有事故發(fā)生,因此對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。傳統(tǒng)人工巡檢主要依靠巡檢人員的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),存在效率低、可靠性差、勞動(dòng)成本高等缺點(diǎn)�；诖吮疚脑O(shè)計(jì)了一種帶式輸送機(jī)巡檢機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)無人化巡檢和事故預(yù)警。論文首先分析了帶式輸送機(jī)的常見故障的產(chǎn)生原因,得出帶式輸送機(jī)常見故障與其狀態(tài)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并以此作為巡檢機(jī)器人故障診斷的理論依據(jù)。同時(shí)結(jié)合露天煤礦現(xiàn)場環(huán)境以及巡檢作業(yè)內(nèi)容,提出巡檢機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)不同驅(qū)動(dòng)方案的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)和對(duì)比,確定了本機(jī)器人采用自驅(qū)動(dòng)式齒輪齒條的驅(qū)動(dòng)方案;同時(shí)對(duì)無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究,作為電機(jī)控制的理論基礎(chǔ);對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需扭矩進(jìn)行力學(xué)分析,對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。結(jié)合巡檢機(jī)器人功能需求,提出了控制系統(tǒng)硬件具體設(shè)計(jì)方案:確定了控制系統(tǒng)以工控機(jī)作為下位機(jī)的主控制器,以EPOS控制器作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),包括溫度、圖像、聲音和定位信息模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法;以UDP協(xié)議為基礎(chǔ),構(gòu)建了上、下位機(jī)之間的無線通訊網(wǎng)絡(luò);提出了電池能源系統(tǒng)的供電方案,并設(shè)計(jì)了一種電池加熱系統(tǒng),解決低溫環(huán)境下電池的充電問題。完成了下位機(jī)運(yùn)動(dòng)控制軟件以及上位機(jī)用戶界面的開發(fā)。下位機(jī)軟件基于C++以Visual Studio 2012為開發(fā)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制和運(yùn)動(dòng)參數(shù)反饋。上位機(jī)用戶界面基于Qt軟件開發(fā),其功能包括實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)查詢等,通過上、下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸,實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡檢機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。通過樣機(jī)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性,并根據(jù)使用情況反饋,對(duì)部分功能進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)現(xiàn)場測(cè)試表明,該巡檢機(jī)器人能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài),減少巡檢人員勞動(dòng)強(qiáng)度,滿足設(shè)計(jì)需求。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242;TD528.1
【圖文】：

圖 1-1 LineScout 懸線巡檢機(jī)器人Figure 1-1 LineScout Suspension Inspection Robot8，巴西圣保羅大學(xué)的 Pinto, J.K.C 等人設(shè)計(jì)出一種變電站巡檢示[14]。該系統(tǒng)中巡檢裝置在預(yù)先架設(shè)好的線纜上運(yùn)行，這種裝置進(jìn)入到設(shè)備安全區(qū)域之內(nèi)，從而不會(huì)威脅到設(shè)備的正常運(yùn)外相機(jī)，對(duì)變電站現(xiàn)場設(shè)備工作溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。巡檢系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)存在溫度異常的設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)將記錄下異常信息并提醒現(xiàn)場

圖 1-1 LineScout 懸線巡檢機(jī)器人Figure 1-1 LineScout Suspension Inspection Robot2008，巴西圣保羅大學(xué)的 Pinto, J.K.C 等人設(shè)計(jì)出一種變電站巡檢系統(tǒng)，如圖 1-2 所示[14]。該系統(tǒng)中巡檢裝置在預(yù)先架設(shè)好的線纜上運(yùn)行，這種運(yùn)行方式可以防止裝置進(jìn)入到設(shè)備安全區(qū)域之內(nèi)，從而不會(huì)威脅到設(shè)備的正常運(yùn)行。裝置搭載了紅外相機(jī)，對(duì)變電站現(xiàn)場設(shè)備工作溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。巡檢系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在溫度異常的設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)將記錄下異常信息并提醒現(xiàn)場巡檢人員確認(rèn)。

【參考文獻(xiàn)】

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1 陸文濤;裴文良;張樹生;岑強(qiáng);馬靜雅;;礦用帶式輸送機(jī)巡檢機(jī)器人研究與設(shè)計(jì)[J];煤礦機(jī)械;2015年09期

2 張樹生;馬靜雅;陸文濤;裴文良;;礦用帶式輸送機(jī)巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];煤礦機(jī)械;2015年07期

3 張成巍;岳湘;;智能巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];電工文摘;2015年01期

4 楊旭東;黃玉柱;李繼剛;李麗;李北斗;;變電站巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J];山東電力技術(shù);2015年01期

5 王田苗;陶永;;我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年09期

6 王國慶;許紅盛;王愷睿;;煤礦機(jī)器人研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2014年02期

7 胡紹剛;賈明月;劉君;;軌道式變電站巡檢機(jī)器人的研究與應(yīng)用[J];電氣應(yīng)用;2013年S2期

8 張勝英;王煙軍;宋若臣;;智慧礦山物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和應(yīng)用研究[J];山東行政學(xué)院學(xué)報(bào);2013年05期

9 付天照;蓋旗濤;;常用可充電電池的性能比較[J];通信電源技術(shù);2013年03期

10 譚大鵬;李培玉;潘曉弘;;基于Qt/E的嵌入式工業(yè)監(jiān)測(cè)輕型圖形用戶界面構(gòu)件庫開發(fā)[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2009年02期

本文編號(hào)：2740458