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带式输送机矿用移动巡检装置机器人一、概述矿用移动巡检装置机器人应以工业高速摄像头为视频采集工具，工业计算机运行的高速视频分析软件为处理工具，高速光纤以太网为传输介质，云数据平台为系统数据支持，能够完成对皮带机上的大块矸石、锚杆、道木、铁管等威胁皮带安全的物料进行识别，报警和停车，还可完成对皮带机硫化接头进行重点取样分析，大大减少皮带机纵撕、断带事故的发生，主要实现对皮带机的监控、分析和故障报警，对视频数据进行自动识别分析、故障诊断，自动报警，数据存储、数据上传；矿用移动巡检装置机器人能够完全代替巡检工，可靠巡检、无线充电或专门地面（硐室）充电，实时采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾、甲烷等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及进行故障定位，减轻工作人员的劳动强度、降低劳动风险，及时发现出现的问题，避免事故扩大化，大大降低生产过程中的非正常停机时间。二、系统研究内容和组成矿用带式输送机智能巡检预警系统研究内容主要分为三大部分：（1）带式输送机自动巡检：煤矿安全巡检工作对保障煤矿安全生产至关重要，传统巡检方式效率低，但由于在生产中具有重要作用，必须进行有效巡检。带式输送机承担着运输的重要任务，但随着带式输送系统相关设汉为机械科技备逐渐老化，故障明显增多，漏检现象时有发生，甚至在巡检周期内出现故障。除人工巡检以外，目前这些设备通常采用数量有限的固定传感器及固定监控摄像头进行监测，很难全面的、准确的、实时的检测并获得设备的运行状态。本项目立足煤矿环境、带式输送机的结构特点以及巡检作业要求，在充分调研国内外研究成果的基础上，设计、集成一种具有高通过性与高适应性的吊挂移动式煤矿设备智能巡检机器人：首先设计适合沿矿山巷道自由移动并准确定位的移动机构；其次设计、集成一套具有采集环境信息、视频监控、实时定位等功能的集成式巡检控制系统，该装置能够完全代替巡检工，可靠巡检、无线充电，实时采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾、甲烷等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及进行故障定位，减轻工作人员的劳动强度、降低劳动风险，及时发现出现的问题，避免事故扩大化，大大降低生产过程中的非正常停机时间。（2）带式输送机故障自动诊断现有的较为成熟的故障诊断是通过专家读取获得的各类设备数据，以个人经验或技术水平判断各类故障情况，本研究项目将汉为机械科技建立各类故障诊断模型，形成稳定可靠的故障诊断模型库，通过固定、移动信息采集设备，记录设备运行状况，并自动分析设备运行数据，实现设备故障自动诊断。从传统依赖技术专家根据时域图及频域图进行故障判断到自动进行故障诊断，机器学习与数据挖掘算法库的建立是一个关键。（3）带式输送机故障预测基于数据驱动的建模与优化理论体系已逐步形成，并有了一定的应用效果；基于现有的各类信息系统数据，通过机器学习，人工智能，带式输送机故障预测模型。在数据建模方面，汉为机械科技主要的方法大致上可分为多元统计分析方法（主成分分析、偏最小二乘、典型相关分析等）、浅层机器学习方法（人工神经网络、支持向量机、极限学习机等）和深度学习方法三大类。以数据驱动建模为基础，数据驱动优化的研究可分为基于建立黑箱模型的常规优化方法（基于各种群智能搜索算法，如蚁群算法和粒子群算法）以及基于自适应动态规划方法的无模型优化方法。矿用移动巡检装置机器人主要由移动巡检平台、无线通讯系统、（无线）充电装置、各种信号采集设备和汉为机械科技轨道系统组成，其中轨道系统可以是专用钢轨或钢丝绳牵引。适用于电缆管廊、矿山水泵房、变电所、大型输送带巷道移动巡检。矿用移动巡检机器人采用了先进的无线充电、无线数据传输等技术，实现了机器人在轨道自动或手动控制运行，对整个轨迹内的声音、图像、气体等参数的实时采集、回传、存储及分析。三、技术参数1、移动部分工作电压：DC12V，固定部分工作电压：AC127V/220V；2、系统工作电流：≤1A；3、巡检速度：0-1m/s；4、图像分辨率：1080P；5、指令延时：≤1s；6、通讯方式：2.4G无线；7、通讯距离：2KM；8、防护等级：IP57；9、充电功率：30W；10、烟雾测量精度：5%obs/m；11、瓦斯测量范围：（1-100）%CH4；12、温度测量范围：0-300℃；13、音频采集范围：50HZ-10KHZ；四、软件界面1、高清视频采集，可实现对巡检区域的实时拍摄，实现对每个细小环节的真实拍摄。设备运转过程中的故障点会存在局部温度过高的现象，红外温度传感器能快速检测发现损坏设备的位置；同时可遥控指向测温仪准确采集被检测物体温度。2、实时采集现场声音，宽频段、多通道声音采集，可实现在嘈杂环境中各类声音信号的采集、提取。设备出现故障，故障部位往往产生较明显的声音异常，通过对采集的声音进行自动分析，判断设备是否异常，从而及时发现故障、避免故障进一步扩大。3、高强度照明，可实现在低照度环境下进行补光，实现视频的高清采集。指向测距：可遥控指向测距仪汉为机械科技准确测量与被指物体距离。辅助照明：可遥控指向照明仪指照物体。扬声播放：地面总调度可与机器人进行对话和播放语音。五、系统具体功能1、烟雾检测巡检装置机器人上搭载有烟雾、气体传感器，当巡检现场有烟雾产生时，移动巡检装置机器人现场和上位机同时报警。2、温度探测设备运转过程中的故障点会存在局部温度过高的现象，机器人通过搭载红外热成像仪，来对设备进行温度监测，监测温度值达到设定值时，机器人发出语音报警，同时可遥控指向测温仪准确采集被检测物体温度。3、甲烷检测机器人通过搭载气体探测传感器来对现场气体浓度进行实时监测，监测的气体浓度达到设定值时，移动巡检装置机器人现场和上位机同时发出语音报警，并将实时位置上传到控制室，用户可到相应位置进行及时分析处理，确保运输系统安全运行。4、移动视频图像采集最小照度：彩色0.002Lux（F1.2，AGCON）；黑白OLuxwithIR；高湿度和粉尘环境下，通过移动巡检装置机器人上搭载的多个红外网络摄像仪实现对整个设备走廊内设备、线缆、管道、积水等图像采集，图像信息通过千兆无线通讯，传输至远程端上位机显示并存储，通过对图像的浏览分析，确定设备是否存在异常、设备的损坏程度、故障位置，确认是否需要停机检修以及有无违规操作人员等情况。5、声音采集机器人运行中实时监测现场声音，尤其是托辊声音，对异常声音发出警报，并实时存储，监控室可以通过对音频的回放分析托辊是否损坏，减轻了巡检工人的劳动强度，提高汉为机械科技了皮带运输的安全性，实现减员增效的目的。实时采集现场声音，经无线网络实时传输至远程端上位机，被监测设备运行过程中，设备出现故障，故障部位往往产生较明显的声音异常，通过对采集的声音进行自动分析，判断设备是否异常，从而及时发现故障、避免故障进一步扩大。6、将青岛鹏海软件开发的带式输送机故障检测项目以及七大保护：防滑、堆煤、跑偏、撕带保护实时显示在监控室屏幕上。实现故障预测、能耗及运量统计等功能。其中跑偏分析：对于主井运输系统运输量大，皮带存在跑偏的问题进行跑偏报警。巡检机器人汉为机械科技通过采集现场视频图像进行深度学习，判断皮带是否跑偏，通过图像分析对跑偏部位进行语音报警，确保皮带运输系统安全可靠运行。7、充电移动巡检装置机器人采用锂电池供电，汉为机械科技充电采用先进的磁场磁感应充电，充电过程不需要接触，避免产生火花。或采用一用一备的方式在地面或专用硐室充电。8、自动电量检测、自动充电移动巡检装置机器人平台采用锂电池供电，并自动监测电池电量，电量不足时自动寻找最近的无线充电点进行充电。9、数据存储查询将设备采集到的各种数据和处理分析后的结果存储在远程端的上位机，以便以后对历史数据查询比较。10、遥控定位移动巡检装置机器人具有自动巡检和人员手动操作功能，手动操作级别高于自动巡检。11、指向测距可遥控指向测距仪准确测量与被指物体距离12、辅助照明可遥控指向照明仪指照物体。13、扬声播放地面总调度可与机器人进行对话和播放语音。六、实施方案：序号分段实施项目具体内容责任人成员完成时间备注1巡检机器人本体设计包括：传感器选型、软件设计、防爆箱设计1、传感器选型：选用符合煤矿安全规程要求的传感器，保证安全可靠；2、软件设计：将巡检数据进行预处理，过滤无效数据，提高传输数据有效数据量，保证高效传输；3、选型完成后根据各件尺寸设计防爆箱体。。6月21日前，出具初步方案，项目组讨论后汇报领导。21.巡检传动系统设计包括：传动装置、悬挂固定装置、清洁装置1、传动装置可实现携带巡检机器人本体延带式输送机走向往复式移动，各位置停机可控。2、悬挂装置可将巡检机器人本体固定于传动装置钢丝绳上，运行时固定可靠，拆卸时方便。3、清洁装置能够实现对巡检机械人摄像头镜头6月21日前，完成初步设计方案。护罩进行清洁。信号传输系统设计包括：沿途无线传输基站、数据井下存储基站、井下至地面调度室有线传输线路方案基站与线路的设计保证数据传输的及时性与连续性，所有巡检数据可上传地面调度室。鹏海软件贾金凯6月21日前，完成初步方案的设计