输煤皮带智能巡检机器人技术解决方案

输煤皮带智能巡检机器人技术解决方案

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Chaoweijiqiren/article/details/143144429

随着煤炭行业自动化水平的提升，输煤皮带系统的巡检要求日益增加。传统人工巡检效率低下且容易漏检，无法满足现代化煤炭运输的需求。智能巡检机器人借助先进技术，能够在复杂环境中高效、安全地完成巡检任务。

系统架构

硬件架构

1. 机器人硬件：采用轨道行走结构，适应复杂的输煤皮带环境，滑触线供电，7*24小时不间断供电，确保机器人在皮带机上稳定行驶。

2. 传感器系统

• 温度传感器：监测皮带及电机的温度，以防过热。
• 振动传感器：实时监测设备振动状态，识别潜在故障。
• 压力传感器：监控皮带张力，确保其正常运行。
• 摄像头：高清摄像头用于拍摄皮带表面，配合计算机视觉进行图像分析。

3. 导航系统

• 激光雷达：用于环境扫描和障碍物检测，确保机器人自主导航。
• 惯性测量单元：提供位置信息和运动状态，提高导航精度。

软件架构

1. 数据采集与处理模块

• 实时数据监测：从各传感器实时收集数据，确保数据的完整性和准确性。
• 数据融合算法：将来自不同传感器的数据进行融合，提升信息的可靠性。

2. 计算机视觉模块

• 图像处理：使用图像增强技术提升拍摄图像的质量，并进行目标检测和缺陷识别。
• 深度学习模型：基于卷积神经网络（CNN）进行训练，实现实时缺陷识别与分类。

3. 智能分析与决策模块

• 故障预测模型：运用机器学习算法分析历史数据，识别潜在故障模式并生成预警。
• 巡检路径优化算法：基于当前状态和历史数据，优化巡检路径，提升巡检效率。

巡检功能

1. 仪表读取/指示灯识别
   巡检机器人配置高清可见光摄像机，对指定巡检点位完成视频图像的数据采集，通过自主开发的高精度图像识别算法，对采集的数据进行智能分析处理，识别图像内容。

2. 设备测温及超温预警
   巡检机器人配置红外热成像仪，对设备重点部位进行拍摄，生成红外图谱数据。红外热成像摄像机支持框测温和点测温，根据设备类型、部位的热像特征，结合设置的温度阈值进行参数对比，实现高温预警，并自动生成任务报表。

3. 环境监测（有害气体、温湿度、PM2.5）
   机器人自身携带的环境监测模块，可监测环境中的有害气体（包含氧气、一氧化碳、硫化氢、甲烷，并可以根据用户需求进行增加）、温度、湿度、烟雾等环境信息。机器人将实时采集的环境信息及时传输到控制中心，为操控人员提供现场环境信息，当监测到有害气体超标时，系统将进行报警，以提示运维人员及时处理。

4. 纵向撕裂在线监控

• 必要性：钢丝绳芯输送带极大地提高了拉伸强度，但其纵向抗撕裂的能力却没有得到提高，因为橡胶本身的强度不够，容易造成纵向撕裂。带式输送机是厂矿生产运输的大动脉，一旦发生纵向撕裂，将会带来极大的直接和间接损失。
• 安装：皮带上料点是最容易发生纵向撕裂的位置，所以检测设备一般安装于皮带上料点附近（沿着运输方向），同时，因每条皮带的运输情况不同可根据矿方建议适当增加检测点。将检测主机安装于上下输送带之间。
• 原理：激光测量技术使用多种精密参数和算法来判断纵向撕裂的真实性，每一个异常点都要计算其高度、宽度、和其它异常点之间的间隙、截面积、角度（坐标值）、轮廓对比等，以区分皮带表面已有的表皮破损和纵向撕裂产生的裂缝。

5. 温振数据在线监控
   

• 必要性：温震传感器可针对生产环节中使用的各类旋转设备如：电机、减速机风机、发电机、空压机、离心机、水泵等实现早期故障预警，提高设备的安全性和可靠性，管理设备的寿命。通过实时监测和分析温度和振动数据，可以及时采取措施，避免设备故障带来的生产中断和损失。
• 安装：温震一体化传感设备主要安装在旋转设备上，可通过螺纹或磁吸方式进行安装固定，无线版可通过lora网关进行组网，完成信息的传输，有线版可通过RS485网线进行信息传输，有效距离达2000米适用于各类场景。

实施方案

1. 项目准备

• 需求分析：根据用户需求确定机器人功能和性能指标。
• 现场评估：对轨道输煤皮带的工作环境进行评估，了解温度、湿度及其他因素。

2. 系统集成

• 硬件组装：根据设计方案进行机器人硬件组装与调试，确保各部件正常运作。
• 软件开发：根据需求进行软件模块的开发与测试，确保系统稳定性。

3. 现场测试

• 功能验证：在实际环境中进行功能测试，确保机器人性能符合预期。
• 优化调整：根据测试结果进行系统优化，调整算法与配置。

4. 运营维护

• 定期维护：对机器人进行定期检查和保养，确保长期稳定运行。
• 数据更新：定期更新故障检测模型，提升巡检的准确性与效率。

输煤皮带巡检机器人是现代煤炭运输管理中的重要工具，通过集成传感器、计算机视觉和人工智能技术，实现高效、安全的巡检。智能巡检机器人不仅提高了巡检效率，降低了人工成本，还能够实时监测设备状态，及时发现故障。随着技术的持续进步，未来的巡检机器人将在煤炭行业及其他相关领域发挥更大的作用，推动智能化转型与升级。