專利名稱：煤礦井下火情監(jiān)測機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測機器人，尤其是涉及一種煤礦井下火情監(jiān)測機器人。
背景技術(shù)：
近年來，我國煤礦安全事故頻發(fā)，造成了重大人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失，煤礦安全生產(chǎn)問題受到社會各界的關(guān)注，其中瓦斯爆炸是煤礦安全事故的一個重要方面。瓦斯爆炸就其本質(zhì)來說，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產(chǎn)生的激烈氧化反應(yīng)，瓦斯爆炸的條件是一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。
實際生產(chǎn)過程中，在加強通風(fēng)與各項檢查工作降低瓦斯?jié)舛鹊耐瑫r，還需采取諸多防止瓦斯引燃的措施，如井口房、瓦斯抽放站及主要通風(fēng)機房周圍20m內(nèi)禁止使用明火、使用安全照明燈、嚴(yán)格管理井下火區(qū)、嚴(yán)格執(zhí)行放炮制度、嚴(yán)格掘進工作面的局部通風(fēng)機管理工作、采用防爆性能優(yōu)良的電氣設(shè)備、防止機械摩擦火花等，以減小甚至杜絕瓦斯爆炸事故發(fā)生。雖然采取了上述諸多防止瓦斯引燃的措施，但實際生產(chǎn)時仍不可避免地會出現(xiàn)可能引起瓦斯爆炸的高溫火源，如能在火源處于萌芽狀態(tài)時將其熄滅，則將會有效減小甚至決絕煤礦瓦斯爆炸事故的發(fā)生概率。但是，現(xiàn)如今在煤礦井下作業(yè)環(huán)境中，安全監(jiān)測系統(tǒng)還不夠完善，所采用的火情監(jiān)測系統(tǒng)形式較為單一，一般均由多個分別布設(shè)于煤礦井下巷道內(nèi)的無線檢測單元和布設(shè)于地面上的上位監(jiān)控機組成，多個無線檢測單元組成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。實際使用過程中，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有限，因而存在監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面的情形；同時隨著開采工作不斷進行，需及時在新的開采區(qū)域布設(shè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，因而現(xiàn)場工作量較大，所需投入的人力物力較多。綜上，現(xiàn)有的煤礦井下火情監(jiān)測系統(tǒng)存在現(xiàn)場工作量較大、人力物力較多、智能化程度較低、監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面等多種實際問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、操作簡便且智能化程度高、使用效果好，能解決現(xiàn)有煤礦井下火情監(jiān)測系統(tǒng)存在的現(xiàn)場工作量較大、人力物力較多、智能化程度較低、監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面等問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:包括機器人本體、供所述機器人本體安裝的行走底盤、對行走底盤進行驅(qū)動的電動行走驅(qū)動機構(gòu)、安裝在所述機器人本體內(nèi)的電子線路板和由煤礦井下工作人員隨身攜帶的手持式移動終端；所述電子線路板上設(shè)置有控制器二、GPS定位單元、前方障礙物檢測單元、視頻采集單元、對所述機器人本體的行走方向進行實時檢測的方向檢測單元和與控制器相接的無線通信模塊二，所述GPS定位單元、前方障礙物檢測單元、視頻采集單元和方向檢測單元均與控制器相接；所述電動行走驅(qū)動機構(gòu)由控制器二進行控制且其與控制器二相接，所述行走底盤與電動行走驅(qū)動機構(gòu)之間通過傳動機構(gòu)進行連接；所述手持式移動終端包括程序更新鍵、內(nèi)部存儲有多套機器人控制程序的數(shù)據(jù)存儲單元、以無線通信方式與控制器二進行雙向通信且能對控制器二內(nèi)部控制程序進行實時更新的控制器一以及分別與控制器二相接的參數(shù)輸入單元一、顯示單元一和無線通信模塊一，所述無線通信模塊一與無線通信模塊一的工作頻段相同，所述控制器一通過無線通信模塊一和無線通信模塊二與控制器二進行雙向通信，所述程序更新鍵和數(shù)據(jù)存儲單元均與控制器一相接；所述控制器二通過無線通信模塊二和無線通信模塊三與布設(shè)于上位監(jiān)控室內(nèi)的上位監(jiān)控機進行雙向通信，所述無線通信模塊二與無線通信模塊三的工作頻段相同，且無線通信模塊三與上位監(jiān)控機相接；所述控制器一通過無線通信模塊一和無線通信模塊三與上位監(jiān)控機進行雙向通信。上述煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征是:所述手持式移動終端還包括與控制器一相接的控制程序下載端口。上述煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征是:所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器二相接的瓦斯?jié)舛葯z測單元。上述煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征是:所述前方障礙物檢測單元包括對所述機器人本體前方所存在障礙物的距離進行實時檢測的距離檢測單元、對所述障礙物的方位進行實時檢測的方位檢測單元和對所述障礙物的大小進行實時檢測的障礙物大小檢測單元，所述距離檢測單元、方位檢測單元和障礙物大小檢測單元均與控制器二相接。上述煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征是:還包括安裝在所述機器人本體上的自動排障機構(gòu)，所述自動排障機構(gòu)由控制器二進行控制且其與控制器二相接。上述煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征是:所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器二相接的報警指示單元、參數(shù)輸入單元二和顯示單元二。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:1、結(jié)構(gòu)簡單且電路設(shè)計合理，投入成本低，安裝布設(shè)簡便。2、電路簡單且接線方便。3、使用操作簡單且智能化程度高。4、使用效果好，實際使用過程中，本發(fā)明接受上位監(jiān)控機或手持式移動終端的控制指令，并按照控制指令對自身行走路線進行調(diào)整，且行走過程中同步對巷道周側(cè)的火情信息進行監(jiān)測并將所監(jiān)測信息同步傳送至上位監(jiān)控機，同時通過手持式移動終端可以對機器人內(nèi)部控制程序進行實時更新，以滿足不同的具體實際需求。實際使用過程中，本發(fā)明與現(xiàn)有煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合使用，能有效解決現(xiàn)有煤礦井下火情監(jiān)測系統(tǒng)存在的現(xiàn)場工作量較大、人力物力較多、智能化程度較低、監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面等問題。5、實用價值高，并且節(jié)能環(huán)保。6、適用范圍廣且推廣應(yīng)用前景廣泛。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、操作簡便且智能化程度高、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有煤礦井下火情監(jiān)測系統(tǒng)存在的現(xiàn)場工作量較大、人力物力較多、智能化程度較低、監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面等問題。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
附圖標(biāo)記說明:
1-行走底盤；2-電動行走驅(qū)動機構(gòu)；3-控制器二 ；
4-GPS定位單元；5-前方障礙物檢測單元；5_1_距離檢測單元；
5-2-方位檢測單元；5-3-障礙物大小檢測單元；
6-方向檢測單元；7-手持式移動終端；7-1-參數(shù)輸入單元一；
7-2-控制器一 ；7-3-程序更新鍵；7_4_數(shù)據(jù)存儲單元；
7-5-顯示單元一 ；7-6-無線通信模塊一；
7-7-控制程序下載端口 ；8-視頻采集單元；
9-無線通信模塊三；10-無線通信模塊二 ；11-上位監(jiān)控機；
12-瓦斯?jié)舛葯z測單元；13-自動排障機構(gòu)；
14-報 警指示單元；15-參數(shù)輸入單元二；16-顯示單元二。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括機器人本體、供所述機器人本體安裝的行走底盤1、對行走底盤I進行驅(qū)動的電動行走驅(qū)動機構(gòu)2、安裝在所述機器人本體內(nèi)的電子線路板和由煤礦井下工作人員隨身攜帶的手持式移動終端7。所述電子線路板上設(shè)置有控制器二 3、GPS定位單元4、前方障礙物檢測單元5、視頻采集單元8、對所述機器人本體的行走方向進行實時檢測的方向檢測單元6和與控制器3相接的無線通信模塊二 10，所述GPS定位單元4、前方障礙物檢測單元5、視頻采集單元8和方向檢測單元6均與控制器3相接。所述電動行走驅(qū)動機構(gòu)2由控制器二 3進行控制且其與控制器二 3相接，所述行走底盤I與電動行走驅(qū)動機構(gòu)2之間通過傳動機構(gòu)進行連接。所述手持式移動終端7包括程序更新鍵7-3、內(nèi)部存儲有多套機器人控制程序的數(shù)據(jù)存儲單元7-4、以無線通信方式與控制器二 3進行雙向通信且能對控制器二 3內(nèi)部控制程序進行實時更新的控制器一 7-2以及分別與控制器二 7-2相接的參數(shù)輸入單元一 7-1、顯示單元一 7-5和無線通信模塊一 7-6，所述無線通信模塊一7-6與無線通信模塊一 10的工作頻段相同，所述控制器一 7-2通過無線通信模塊一 7-6和無線通信模塊二 10與控制器二 3進行雙向通信，所述程序更新鍵7-3和數(shù)據(jù)存儲單元7-4均與控制器一 7-2相接。所述控制器二 3通過無線通信模塊二 10和無線通信模塊三9與布設(shè)于上位監(jiān)控室內(nèi)的上位監(jiān)控機11進行雙向通信，所述無線通信模塊二 10與無線通信模塊三9的工作頻段相同，且無線通信模塊三9與上位監(jiān)控機11相接。所述控制器一 7-2通過無線通信模塊一 7-6和無線通信模塊三9與上位監(jiān)控機11進行雙向通信。
本實施例中，所述手持式移動終端7還包括與控制器一 7-2相接的控制程序下載端口 7-7。
同時，所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器二 3相接的瓦斯?jié)舛葯z測單元12。本實施例中，所述前方障礙物檢測單元5包括對所述機器人本體前方所存在障礙物的距離進行實時檢測的距離檢測單元5-1、對所述障礙物的方位進行實時檢測的方位檢測單元5-2和對所述障礙物的大小進行實時檢測的障礙物大小檢測單元5-3，所述距離檢測單元5-1、方位檢測單元5-2和障礙物大小檢測單元5-3均與控制器二 3相接。
同時，本發(fā)明還包括安裝在所述機器人本體上的自動排障機構(gòu)13，所述自動排障機構(gòu)13由控制器二 3進行控制且其與控制器二 3相接。本實施例中，所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器二 3相接的報警指示單元14、參數(shù)輸入單元二 15和顯示單元二 16。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:包括機器人本體、供所述機器人本體安裝的行走底盤(I)、對行走底盤(I)進行驅(qū)動的電動行走驅(qū)動機構(gòu)(2)、安裝在所述機器人本體內(nèi)的電子線路板和由煤礦井下工作人員隨身攜帶的手持式移動終端(7);所述電子線路板上設(shè)置有控制器二(3)、GPS定位單元(4)、前方障礙物檢測單元(5)、視頻采集單元(8)、對所述機器人本體的行走方向進行實時檢測的方向檢測單元(6)和與控制器(3)相接的無線通信模塊二(10)，所述GPS定位單元(4)、前方障礙物檢測單元(5)、視頻采集單元(8)和方向檢測單元(6)均與控制器(3)相接；所述電動行走驅(qū)動機構(gòu)(2)由控制器二(3)進行控制且其與控制器二(3)相接，所述行走底盤(I)與電動行走驅(qū)動機構(gòu)(2)之間通過傳動機構(gòu)進行連接；所述手持式移動終端(7)包括程序更新鍵(7-3)、內(nèi)部存儲有多套機器人控制程序的數(shù)據(jù)存儲單元(7-4)、以無線通信方式與控制器二(3)進行雙向通信且能對控制器二(3)內(nèi)部控制程序進行實時更新的控制器一(7-2)以及分別與控制器二(7-2)相接的參數(shù)輸入單元一(7-1)、顯示單元一(7-5)和無線通信模塊一(7-6)，所述無線通信模塊一(7-6)與無線通信模塊一(10)的工作頻段相同，所述控制器一(7-2)通過無線通信模塊一(7-6)和無線通信模塊二(10)與控制器二(3)進行雙向通信，所述程序更新鍵(7-3)和數(shù)據(jù)存儲單元(7-4)均與控制器一(7-2)相接；所述控制器二(3)通過無線通信模塊二(10)和無線通信模塊三(9)與布設(shè)于上位監(jiān)控室內(nèi)的上位監(jiān)控機(11)進行雙向通信，所述無線通信模塊二(10)與無線通信模塊三(9)的工作頻段相同，且無線通信模塊三(9)與上位監(jiān)控機(11)相接；所述控制器一(7-2)通過無線通信模塊一(7-6)和無線通信模塊三(9)與上位監(jiān)控機(11)進行雙向通信。
2.按照權(quán)利要求1所述的煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:所述手持式移動終端(7)還包括與控制器一(7-2)相接的控制程序下載端口(7-7)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器二(3)相接的瓦斯?jié)舛葯z測單元(12)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:所述前方障礙物檢測單元(5)包括對所述機器人本體前方所存在障礙物的距離進行實時檢測的距離檢測單元(5-1)、對所述障礙物的方位進行實時檢測的方位檢測單元(5-2)和對所述障礙物的大小進行實時檢測的障礙物大小檢測單元(5-3)，所述距離檢測單元(5-1)、方位檢測單元(5-2)和障礙物大小檢測單元(5-3)均與控制器二(3)相接。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:還包括安裝在所述機器人本體上的自動排障機構(gòu)(13)，所述自動排障機構(gòu)(13)由控制器二(3)進行控制且其與控制器二(3)相接。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的煤礦井下火情監(jiān)測機器人，其特征在于:所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器二(3)相接的報警指示單元(14)、參數(shù)輸入單元二(15)和顯示單元二 (16)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦井下火情監(jiān)測機器人，包括機器人本體、行走底盤、電動行走驅(qū)動機構(gòu)、電子線路板和手持式移動終端；電子線路板上設(shè)置有控制器二、GPS定位單元、前方障礙物檢測單元、視頻采集單元、方向檢測單元和無線通信模塊二；手持式移動終端包括程序更新鍵、內(nèi)部存儲有多套機器人控制程序的數(shù)據(jù)存儲單元、以無線通信方式與控制器二進行雙向通信且能對控制器二內(nèi)部控制程序進行實時更新的控制器一以及參數(shù)輸入單元一、顯示單元一和無線通信模塊一。結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、操作簡便且智能化程度高、使用效果好，能解決現(xiàn)有煤礦井下火情監(jiān)測系統(tǒng)存在的現(xiàn)場工作量較大、人力物力較多、智能化程度較低、監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面等問題。
文檔編號G08C17/02GK103147797SQ20111040446
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者周曉麗 申請人:西安擴力機電科技有限公司