[发明专利]基于激光遥感的煤矿瓦斯巡检机器人及巡检方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于激光遥感的煤矿瓦斯巡检机器人及巡检方法，包括带有测距功能的激光遥感装置、控制激光遥感装置纵向旋转的纵向旋转装置及中央处理器；激光遥感装置同步采集检测区域的气体浓度信息与纵向距离信息，对气体浓度信息进行监控，从纵向距离信息中筛选出离顶距离信息；中央处理器使用纵向距离信息与离顶距离信息通过三角函数关系得到相对距离信息，再由激光遥感装置坐标为坐标起点，经过空间坐标系的坐标换算，得到采集位置坐标。本发明基于采集点在空间坐标系中的坐标与三轴位移矢量得到采集点的空间坐标信息，实现了大范围瓦斯监控与空间坐标定位的完美融合，因瓦斯多漂浮在巷道顶部，使本发明技术能够更好的运用。

技术领域

本发明实施例涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种基于激光遥感的煤矿瓦斯巡检机器人及巡检方法。

背景技术

煤炭是我国不可缺少的能源，但其开采存在高危性，其中主要至灾因素包括瓦斯、火灾、冒顶等事故困扰着煤矿安全。在全部煤矿灾难中，毒气污染与火灾是最频繁与危害最大的两种，而这两种危害中瓦斯污染是最重要的因素，因此需要实时监控整个煤矿中的瓦斯浓度。

现有的煤矿多采用人工瓦斯巡检与定点检测设备，其中人工瓦斯巡检是人工携带瓦斯检测设备走到指定位置进行巡检，但是容易出现漏检、错检、人工篡改数据等问题，而且随着巷道的高度越来越高，约5-6米高，人工需要爬到高处才能准确检测，危险性越高越高，人工瓦斯巡检退出历史舞台是必然事件。

定点检测设备是固定在各个监测点位，检测周围区域的情况，检测范围受限，且无法精准定位，只适用于重要的部分位置，无法覆盖全部煤矿，成本较高。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于激光遥感的煤矿瓦斯巡检机器人及巡检方法，以解决现有技术中由于传统检测装置精确定位或需要人工参与而导致的不准确、效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种基于激光遥感的煤矿瓦斯巡检机器人，其特征在于：包括带有测距功能的激光遥感装置、控制激光遥感装置纵向旋转的纵向旋转装置及中央处理器，所述激光遥感装置、纵向旋转装置均电连接中央处理器；激光遥感装置同步采集检测区域的气体浓度信息与纵向距离信息，对气体浓度信息进行监控，从纵向距离信息中筛选出离顶距离信息；中央处理器使用纵向距离信息与离顶距离信息通过三角函数关系得到相对距离信息，再由激光遥感装置坐标为坐标起点，结合相对距离信息，经过空间坐标系的坐标换算，得到采集位置坐标。

在本发明的再一个实施例中，所述激光遥感装置包括激光发射器、激光接收器及遥感控制处理模块，所述激光发射器、激光接收器均电连接遥感控制处理模块；所述遥感控制处理模块包括信号处理器、间距提取子模块、A/D转换模块，所述间距提取子模块、A/D转换模块均电连接信号处理器。

在本发明的再一个实施例中，所述激光发射器设有至少一个可调谐半导体激光器，所述可调谐半导体激光器发出对应检测气体吸收峰值波长的激光。

在本发明的再一个实施例中，所述激光接收器包括接收透镜、光电探测器及暗室，所述接收透镜与光电探测器分别设置在暗室的两侧，所述光电探测器设置在接收透镜的聚光处。

在本发明的再一个实施例中，所述激光遥感装置设有温度遥感模块，所述温度遥感模块电连接遥感控制处理模块。

在本发明的再一个实施例中，所述纵向旋转装置包括纵向伺服电机、纵向伺服电机控制器、第一连接件，所述第一连接件的两端分别连接激光遥感装置与纵向伺服电机，所述纵向伺服电机电连接纵向伺服电机控制器，所述纵向伺服电机控制器电连接中央处理器。

在本发明的再一个实施例中，所述纵向旋转装置上设有水平测距装置与水平旋转装置，所述水平测距装置与水平旋转装置均电连接中央处理器，所述水平旋转装置的旋转端固定连接位于纵向旋转装置底部的基座。