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井下皮带机道自动巡检机器人的研究与应用

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成果主要完成人

张 永、赵 伟、张 超、马国瑞、赵 峰、王 龙、孙启超

项目概况

皮带机道环境条件恶劣,大坡度皮带机运行期间存在极大事故隐患,例如断带、纵撕、跑偏、打滑、火灾等,传统的监控方式通常采用人工巡检或固定摄像头定点监视,人工巡查浪费人力、效率低下,并且恶劣条件对人身安全存在威胁。经过调研,研发可以代替巡检工定时、定点、高质量的完成井下设备的日常巡检任务的巡检机器人,机器人本体吊挂于轨道在巷道内往复运行,模拟巡检工井下巷道行走,巡检机器人搭载多种传感器,实时采集巡检现场的图像、声音、红外热像及温度数据、烟雾、多种气体浓度参数等信息,不仅模拟实现巡检工巡检作业时的“望、闻、问、切”,而且将传统的无法复现记录和不能准确量化对比的人工感官现象,以数字化的图像、声音和准确的数据实时归类存储,便于故障问题的查询复现。巡检机器人在完成巡检工日常巡检任务的基础上,增加了强大的智能化大数据分析功能,它将采集到的数字化信息采用智能感知关键技术算法进行深入处理,综合分析、准确判断设备当前运行状态,并基于大数据分析预警技术,对煤矿设备运行故障超前预判、预警,减少故障停机时间。 2、主要创新点 1、系统能将巡检工从恶劣的工作环境中解脱出来,而且能及时发现皮带机运行过程中出现的问题,避免事故扩大化,大大降低皮带机的非正常停机时间,实现皮带机保护由点监护提升到面监护,对煤矿安全生产具有十分重大的意义。 2、研制机器人的自发电机构装置,并设计相应的发电保护电路,能够将源源不断的机械能转化为机器人工作的电能,同时满足实用性和防爆安全性要求。 3、研究机器人在煤矿井下复杂环境中稳定可靠的音、视频采集、处理与无线传输技术以及灵活的人机交互界面,实现机器人本体采集的皮带机巷道现场信息能够可靠、实时上传到地面控制室,为智能化分析提供大量数据基础。 4、研究机器人智能化识别、处理算法,部署深度感知算法,对机器人采集的现场数据进行多层复杂神经网络算法,提高识别精度;部署多传感器融合算法,减少单个传感器信息损失;部署多个子任务模型算法,自主决策对某些特定目标的检测流程。成功的将以太网应用到井下所有信息系统的数据传输与控制中,整体提升了传输方式的稳定性、安全性、实时性; 5、将多个独立的信息系统融合到统一的数据平台,打通了系统间的信息壁垒,提高了数据的利用率,提升了系统对安全生产的技术支持能力; 6、实现了安全监控与多个系统的联动控制功能,缩短了应急处置时间,用程序化操作降低人为不当操作的风险,提升了矿井应急处置能力。