[实用新型]一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种履带式机器人，特别是一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人。属于机器人领域。 

背景技术

目前，煤矿中瓦斯检测方式主要有两种：一种是人工携带瓦斯检测仪进行瓦斯检测，另一种是瓦斯监测系统。由于煤矿内巷道长且多，因此采用人工携带瓦斯监测仪进行检测容易发生遗漏，而且耗时长，一旦巷道内瓦斯浓度超标，检测人员容易发生危险。而瓦斯监测系统通常只在井下的部分关键位置安装，无法实现全面、系统化的瓦斯检测，且由于井下环境恶劣、煤泥煤灰扬尘大，因此瓦斯传感器通常在使用一段时间后灵敏度大大降低，从而降低了瓦斯检测的准确性和可靠性，增大了井下瓦斯危险发生的可能性。由此可以看出目前的煤矿瓦斯检测方式存在一定的缺点，无法满足煤矿安全性、自动化程度不断提高的要求。因此，必须设计一种新型的检测准确性、可靠性较高的瓦斯巡检机器人，实现煤矿瓦斯的实时自动检测。 

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述技术的不足，提供一种高效、全面、实时的履带式煤矿瓦斯巡检机器人。 

为了达到上述目的，本实用新型的构思是： 

该机器人采用履带结构的运动方式，在机器人上安装瓦斯传感器，检测到某个瓦斯浓度高于设定危险值的区域时，机器人进行声光报警，并通过通信系统将危险信息传递给煤矿工作部门，以及时采取紧急措施。 

根据上述构思，本实用新型采用下述技术方案来实现： 

一种矿用履带式瓦斯巡检机器人，其特征在于：包括机器人本体、车轮、履带、超声波模块、通信模块、瓦斯传感器、控制箱、声光报警器；所述机器人本体左右两侧各安装5个车轮，车轮与机器人本体内的电机连接，由电机驱动车轮转动；履带安装于车轮上，由车轮带动履带转动。 

所述超声波模块安装于机器人本体的前方，对机器人前方的障碍物进行实时检测。 

所述瓦斯传感器安装于机器人本体的前端，对煤矿巷道中的瓦斯浓度进行实时检测。 

所述控制箱用螺栓固定于机器人本体的顶部；控制箱由A/D转换器、单片机、电机控制模块、电源组成。 

所述声光报警器固定于控制箱的顶部，瓦斯浓度超标时，声光报警器发出报警声音和灯光闪烁提示。 

所述通信模块安装于机器人本体的上部，采用无线通信系统，瓦斯浓度超标时由单片机控制通信模块向煤矿各部门发出报警信号。 

与现有技术相比较，本实用新型具有如下突出优点：自动化程度高、检测范围广、24小时巡回检测、报警方式全面、检测可靠性高、实用价值好。 

附图说明

图1是本实用新型的机器人总体结构示意图。 

图2是图1中电路控制系统结构示意图。 

图1中1是机器人本体、2是控制器、3是声光报警器、4是车轮、5是履带、6是超声波模块、7是通信模块、8是瓦斯传感器。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。 

实施例： 

一种履带式煤矿瓦斯巡检机器人，其结构示意图如图1所示。所述履带式煤矿瓦斯机器人由机器人本体1、车轮4、履带5、超声波模块6、通信模块7、瓦斯传感器8、控制箱2、声光报警器3组成。机器人本体1左右两侧各安装5个车轮4，车轮4与机器人本体内电机固定连接，由电机驱动车轮4转动；履带5安装于车轮4上，由车轮4带动履带5转动、超声波模块6安装于机器人本体1的前方；通信模块7安装于机器人本体1的上部；瓦斯传感器8安装于机器人本体1的上部；控制箱2用螺栓固定于机器人本体1的顶部，控制箱2由A/D转换器9、单片机11、电机控制模块12、电源13组成；声光报警器3固定于控制箱2的顶部。 

工作时，履带式煤矿瓦斯巡检机器人的运动由单片机11进行实时控制，控制系统框图如图2所示。单片机11发送信号至电机控制模块12，电机旋转驱动车轮4运动，车轮4带动履带5运动前进。超声波模块6检测前方是否有障碍物，无障碍物时超声波模块6向单片机11发送无障碍信号，机器人正常前行；有障碍物时，超声波模块6向单片机11发出有障碍信号，单片机11进行判断并控制单侧电机减速，机器人转弯绕过障碍后，超声波模块6向单 片机11发出无障碍信号，两侧电机速度恢复一致，机器人继续前进。机器人前行过程中遇障碍减速绕弯2分钟后超声波模块6仍没有发出无障碍信号，此时单片机11发出信号控制控制单侧电机减速转弯，机器人沿路返回。机器人在煤矿中巷道内循环往复运动，完成自动巡回检测。 

工作时，履带式煤矿瓦斯巡检机器人的瓦斯检测由单片机11进行实时分析，控制系统框图如图2所示。瓦斯传感器8采集空气中的瓦斯浓度，并将瓦斯浓度传送至A/D转换器9，A/D转换器9将瓦斯传感器8采集的瓦斯浓度模拟信号转化成数字信号，送入单片机11，单片机11对瓦斯浓度数字信号进行分析计算，将计算得到的瓦斯气体浓度值设定的瓦斯浓度极限值比较，计算得出的瓦斯浓度值低于设定的极限值，单片机11对该浓度值忽略并重新接收下一信号；计算得出的瓦斯浓度值高于设定的极限值，单片机11向声光报警器3发出信号，声光报警器3进行声音报警和灯光闪烁提示，同时单片机11向通信模块7发出信号，通信模块7向煤矿各部门发出瓦斯浓度危险信号，提醒相关人员采取紧急措施，并进行大范围广播报警10。