智能巡檢機(jī)器人在膠帶輸送機(jī)棧橋的應(yīng)用

郄佃喜

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)精煤分公司馬脊梁選煤廠 山西 大同 037003）

0 引言

選煤廠主要洗選工藝已實(shí)現(xiàn)模塊化，洗選工藝由塊煤系統(tǒng)、末煤系統(tǒng)、粗煤泥系統(tǒng)和煤泥系統(tǒng)四個(gè)部分組成，膠帶輸送機(jī)作為四個(gè)部分的主要運(yùn)輸設(shè)備，承擔(dān)著選煤廠的原煤與精煤的運(yùn)輸任務(wù)。在生產(chǎn)過(guò)程中，雖然膠帶輸送機(jī)的正常運(yùn)行已通過(guò)跑偏、打滑、欠速等傳感器保護(hù)措施實(shí)現(xiàn)了信息化監(jiān)控，但礦井產(chǎn)量大、生產(chǎn)任務(wù)重、膠帶輸送機(jī)工作負(fù)荷大，仍然會(huì)出現(xiàn)保護(hù)措施以外的一些生產(chǎn)問(wèn)題，需要員工通過(guò)頻繁的巡視檢查來(lái)避免這些問(wèn)題的發(fā)生。通過(guò)智能巡檢機(jī)器人在膠帶輸送機(jī)棧橋的投入應(yīng)用，代替巡檢工巡視檢查來(lái)避免這些問(wèn)題的發(fā)生，取得了一定的效果[1]。

1 智能巡檢機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)

智能巡檢機(jī)器人主要由機(jī)器人本體、上位機(jī)、無(wú)線通訊系統(tǒng)、充電裝置和軌道系統(tǒng)組成，巡檢機(jī)器人本體主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、隔爆腔體、本安腔體、本安雙視云臺(tái)攝像機(jī)（含紅外熱像儀、可見(jiàn)光攝像機(jī)、補(bǔ)光燈）、測(cè)速機(jī)構(gòu)、換向限位傳感器、停車(chē)傳感器、防爆自動(dòng)充電插座等部分組成，能夠自動(dòng)沿軌道往復(fù)移動(dòng)，對(duì)選煤廠生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，如圖1所示。

圖1 巡檢機(jī)器人組成結(jié)構(gòu)示意圖

2 智能巡檢機(jī)器人技術(shù)參數(shù)及功能

巡檢機(jī)器人本體外形尺寸：795 mm×410 mm×550 mm（長(zhǎng)×寬×高）,重量：110 kg。巡檢機(jī)器人采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行速度全程可調(diào)，最大速度0.5 m/s。巡檢機(jī)器人巡航里程：在水平巷道，機(jī)器人充滿電最大連續(xù)運(yùn)行約8 km。巡檢機(jī)器人充電時(shí)長(zhǎng)5 h～6 h。爬坡性能：可攀爬不大于25度的軌道。

巡檢機(jī)器人具有以下功能。

（1）智能識(shí)別功能

機(jī)器人智能識(shí)別皮帶跑偏故障；智能識(shí)別煤礦井下水泵房、變電所等安裝的指針儀表、數(shù)字顯示表數(shù)據(jù)以及旋鈕、旋桿、閥桿、指示燈狀態(tài)等；定點(diǎn)識(shí)別大矸石、錨桿等形狀異物（選配）。

（2）聲音異常識(shí)別功能

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生磨損或者異常時(shí)，故障部位會(huì)產(chǎn)生較明顯的聲音異常，機(jī)器人實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境聲音，對(duì)采集的聲音進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，避免故障擴(kuò)大化。

（3）紅外熱像圖采集及溫度異常報(bào)警功能

機(jī)器人搭載紅外熱像儀，實(shí)時(shí)獲取被檢測(cè)設(shè)備的紅外熱像圖，存儲(chǔ)并分析被檢測(cè)設(shè)備的發(fā)熱情況，預(yù)警皮帶電機(jī)、減速機(jī)、滾筒、托輥、水泵前后軸、巷道沿線電纜等溫度異常。

（4）移動(dòng)圖像采集功能

在低照度、高濕度和粉塵環(huán)境下，通過(guò)巡檢機(jī)器人上搭載的多個(gè)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢巷道沿線圖像采集。

（5）煙霧檢測(cè)功能

巡檢機(jī)器人上搭載有煙霧傳感器，實(shí)現(xiàn)巡檢巷道的煙霧檢測(cè)報(bào)警。

（6）環(huán)境探測(cè)功能

搭載環(huán)境探測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)CO、H2S、CH4、O2易燃、有毒危險(xiǎn)氣體的檢測(cè)分析。

（7）自主避障功能

機(jī)器人避障系統(tǒng)能夠感知障礙物，具有響應(yīng)快、靈敏度高特點(diǎn)。

3 智能巡檢機(jī)器人的工作原理

智能巡檢機(jī)器人能夠完全代替巡檢工，可靠巡檢、自主充電，利用其具有的智能識(shí)別功能、聲音異常識(shí)別功能、紅外熱像圖采集及溫度異常報(bào)警功能、移動(dòng)圖像采集功能、煙霧檢測(cè)功能、環(huán)境探測(cè)功能及自主避障功能，實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、傳輸現(xiàn)場(chǎng)的圖像、聲音、溫度、煙霧等數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，判斷是否存在設(shè)備故障以及故障位置，把巡檢工從惡劣的工作環(huán)境中解脫出來(lái)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問(wèn)題，避免事故擴(kuò)大化，大大減少生產(chǎn)過(guò)程中的非正常停機(jī)時(shí)間，具有終點(diǎn)自動(dòng)換向、限位停止、定點(diǎn)校正等功能，設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)，不影響正常行人和對(duì)設(shè)備的檢修工作[2-6]。

4 智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用效果

巡檢機(jī)器人能夠完全代替巡檢工，可靠巡檢、自主充電，實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、傳輸現(xiàn)場(chǎng)的圖像、聲音、溫度、煙霧等數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，判斷是否存在設(shè)備故障以及故障位置，把巡檢工從惡劣的工作環(huán)境中解脫出來(lái)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問(wèn)題，避免事故擴(kuò)大化，大大減少生產(chǎn)過(guò)程中的非正常停機(jī)時(shí)間，具有終點(diǎn)自動(dòng)換向、限位停止、定點(diǎn)校正等功能，設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)，不影響正常行人和對(duì)設(shè)備的檢修工作，如圖2。

圖2 巡檢機(jī)器人煤礦應(yīng)用

2022年3月智能巡檢機(jī)器人在馬脊梁礦選煤廠膠帶輸送機(jī)棧橋投入使用，大大降低了歘煤、磁選機(jī)堵塞等現(xiàn)象的發(fā)生，減少了設(shè)備維護(hù)人員的工作量，提高了工作效率，使得設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率得到明顯提升。

智能巡檢機(jī)器人在投入使用前，每月因巡檢不當(dāng)影響生產(chǎn)時(shí)間約6 小時(shí)，投入使用后影響生產(chǎn)時(shí)間約為2小時(shí)，按平均每小時(shí)1 200 t煤量計(jì)算，則一年可以多入洗原煤5.76 萬(wàn)t，多洗出精煤3.8 萬(wàn)t，增加產(chǎn)值1900萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

智能巡檢機(jī)器人在馬脊梁礦選煤廠膠帶輸送機(jī)棧橋的使用，有效地提升了設(shè)備維檢人員的工作效率，降低了巡檢工勞動(dòng)強(qiáng)度，及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，為原煤運(yùn)輸節(jié)約了時(shí)間，提高了原煤運(yùn)輸量，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，值得在類(lèi)似洗煤廠推廣使用。