發(fā)布時間：2021-07-16 15:44

　　帶式輸送機是煤礦中最主要的輸送設(shè)備,輸送機的運行狀態(tài)對輸送機和礦山的安全生產(chǎn)存在著重大的影響,其中由于托輥卡阻故障造成的火災(zāi)隱患更加嚴重。為此,每條輸送機都配備固定的巡檢工作人員,每天定時定點地檢測輸送機的運行狀態(tài)。然而,礦山作業(yè)環(huán)境惡劣而復雜,工作人員晝夜輪班巡檢,檢測效果差。因此,研究并設(shè)計帶式輸送機巡檢機器人,代替輸送機巡檢工作人員完成巡檢工作,對提高巡檢質(zhì)量,保障輸送機的正常運行和安全生產(chǎn)具有重要的意義。為了實現(xiàn)輸送機沿線托輥運行狀態(tài)的檢測,研究設(shè)計了輸送機巡檢機器人。通過分析輸送機現(xiàn)場工作環(huán)境和巡檢人員作業(yè)內(nèi)容,總結(jié)巡檢機器人的設(shè)計要求,提出了巡檢機器人系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案,并對巡檢機器人的行走系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和上位機處理系統(tǒng)做了分析和研究。為了保障巡檢機器人可以準確檢測托輥的運行狀態(tài),提出基于紅外圖像處理技術(shù)的托輥運行狀態(tài)的檢測方法。首先,闡述輸送機的工作過程,基于摩擦熱力學原理建立托輥-輸送帶摩擦生熱的數(shù)學模型,并利用ANSYS仿真分析托輥-輸送帶摩擦生熱產(chǎn)生的溫度場。其次,應(yīng)用紅外熱成像儀實驗采集托輥在正常和卡阻故障狀態(tài)下的視頻圖像,結(jié)合理論和仿真... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1日本變電站巡檢機器人Figure1.1Japanesesubstationinspectionrobot

饕礫7]。2008年，HiBot公司和日本東京工業(yè)大學等聯(lián)合開發(fā)了一種具有雙線結(jié)構(gòu)，在500KV以上輸電導線上巡檢，并具備越障能力的遠程控制機器人Expliner[8]。同年，美國電力科學研究院也開始著力研究輸電線巡檢機器人，在機器人上裝載雙光譜攝像儀對高壓線進行巡檢，并歷經(jīng)6年時間完善巡檢機器人機型，到目前為止，該系列機體行走的最高時速可達8km/h[9]。德國的Robowatch機器人公司掀起無人技術(shù)與遙控技術(shù)在工業(yè)機器人領(lǐng)域的應(yīng)用先潮，避障、自主導航、路徑規(guī)劃和識別等技術(shù)已經(jīng)高度集成和模塊化[10]。圖1.1日本變電站巡檢機器人圖1.2日本Expliner機器人Figure1.1JapanesesubstationinspectionrobotFigure1.2JapaneseExplinerrobot在國內(nèi)，為響應(yīng)國家科技部“十五”、“十一五”、“863計劃”的號召，并在國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的等重點項目的支持下，沈陽自動化研究院在2006年成功研制開發(fā)了“AApe”系列的電力檢測與作業(yè)機器人，通過控制機械臂的前后交替動作，實現(xiàn)機器人跨越輸電線沿線上防震錘等障礙物[11]。自此之后，國內(nèi)多個工業(yè)領(lǐng)域?qū)＜矣?008年相繼提出巡檢機器人這一研究方向。隨著煤礦開采的智能化、自動化水平的不斷提高和智慧化礦山?jīng)Q議的提出，礦用巡檢機器人也成為研究的熱點。中國礦業(yè)大學的商德勇[12]設(shè)計了一種履帶式行走結(jié)構(gòu)的巡檢機器人，該機器人具有較強的行走和越障等能力，用于較為狹小的綜采工作面的環(huán)境信息檢測。2018年，中國礦業(yè)大學與新疆天池特變電工有限公司達成戰(zhàn)略協(xié)議，設(shè)計研發(fā)極端天氣下露天礦坑下作業(yè)的帶式輸送機巡檢機器人，實現(xiàn)對輸送機雙光譜條件下的遠程視頻監(jiān)控和音頻等信息的采集，并通過無線設(shè)備遠距離傳輸。同年，中信重工唐山開誠智能裝備有限公司著力自主研發(fā)巡檢機器人[13,14]，可以完成實時環(huán)境信息的采?

泳跬枷裥翁?П囈縑崛?的方法檢測帶式輸送機是否發(fā)生跑偏。張傳偉等[17]利用變軌技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，設(shè)計一套可行走于主、從軌道互相切換的巡檢裝置和系統(tǒng)，實現(xiàn)對礦井下多條巷道的檢測。李琰瑩[18]通過總結(jié)國內(nèi)外輸送機故障診斷技術(shù)，采用西門子PLC作為硬件支持，組態(tài)王作為系統(tǒng)軟件支撐，設(shè)計一套基于D-S證據(jù)理論和信息融合技術(shù)的輸送機故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用組態(tài)王的Web發(fā)布功能，可在不同計算機登錄站點觀察輸送機運行數(shù)據(jù)。劉毅[19]采用同樣技術(shù)提出帶式輸送機巡檢系統(tǒng)，并運用圖像處理技術(shù)檢測輸送帶的撕裂故障。圖1.3輸送機巡檢機器人圖1.4安森防爆巡檢機器人Figure1.3ConveyorinspectionrobotFigure1.4Ansenexplosion-proofinspectionrobot國內(nèi)許多智能裝備公司、研究院等科研院所進行自主設(shè)計研發(fā)，現(xiàn)已具備成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。西安安森有限公司主要研究用于油氣廠管路設(shè)施運行狀態(tài)檢測的防爆巡檢機器人，如圖1.4所示。山東魯能智能、深圳朗馳新創(chuàng)和浙江國自等特種機器人公司研究適用于高壓變電站的巡檢機器人，應(yīng)用紅外熱成像和高清攝像機的雙視覺成像技術(shù)識別變電站內(nèi)各類儀表的讀數(shù)、設(shè)備運行時的電流、電壓和致熱現(xiàn)象，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的缺陷和故障，提高變電站的安全監(jiān)管水平。萬達科技智能裝備有限公司針對變電站、地下隧道等危險工作環(huán)境研發(fā)智能巡檢AGV小車，主要由AGV車體、智能監(jiān)控裝置等組成，該巡檢小車主要用于對危險環(huán)境下視頻圖像信息的采集與傳輸工作，可實現(xiàn)操作人員對小車遠距離遙控和危險環(huán)境的觀察。當下的巡檢機器人朝著多傳感器融合、組合作業(yè)模式、智能控制等方向發(fā)展。機器人外觀也朝著更小巧、輕便、易攜帶的方向發(fā)展。隨著檢測技術(shù)的不斷提高，巡檢機器人需要集成多種傳感器，運用多種傳感器對機?

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3287293