煤矿用巡检机器人充电方法研究

基于煤矿用巡检机器人的作业环境和防爆要求，分析了各充电方式的优缺点，提出了一种基于能量变换的充电方法。巡检机器人与充电站之间通过机械联接传递能量，规避了电气直连充电的失爆风险，降低了充电对接的设计要求，为机器人在煤矿井下安全充电提供了新思路。试验表明该充电方法技术可行，可满足巡检机器人在煤矿井下的快速充电需求。     

煤矿带式输送机巡检机器人关键技术研究

针对带式输送机巡检机器人在煤矿井下的环境适应性、自主快速安全充电、基于音视频分析的带式输送机异常工况智能识别等关键技术问题,阐述了煤矿带式输送机巡检机器人系统总体设计;设计了一种模块化、两节车厢挂载式巡检机器人本体及吊挂单轨式、滚轮与链轮链条混合驱动的巡检机器人行走机构,可适应煤矿井下输送带运输复杂环境;提出了煤矿井下电—机—电能量转换充电方法,设计了基于鼓形齿的充电自动对接机构,可实现巡检机器人在煤矿井下自主快速安全充电,满足井下远距离巡检需求;提出了基于托辊运转的声压1/3倍频程谱及声品质尖锐度特征指标的托辊故障识别方法,针对井下多粉尘、浓雾气、低照度场景下视频质量差导致视频识别难的问题,提出了自适应图像增强算法框架,增强图像质量,在此基础上,基于目标轮廓先验知识,构建深度神经网络模型,实现煤矿井下人员、煤流、带面异物、带面损伤等特征不显著目标的视频智能识别,提高带式输送机巡检机器人智能化水平。对带式输送机巡检机器人样机及带式输送机异常工况音视频样本进行了验证测试,结果表明：巡检机器人最小转弯半径1 m,在负重220 kg、巡检速度0.4 m/s的情况下,可在角度为20°的坡道上平...     

煤矿巡检机器人系统设计

针对煤矿带式输送机人工巡检效率低、质量差、劳动强度大等问题，设计了一套挂轨式巡检机器人系统，系统由巡检机器人、充电站、巡检轨道、通信网络和远程管控平台组成。分别介绍了各组成部分的原理、结构和功能，重点描述了巡检机器人的巡检逻辑和充电过程。现场应用表明，该系统实现了带式输送机的无人智能化巡检，提高了巡检效率和质量，减少了煤矿井下作业人数，降低了矿井安全风险，提升了煤矿企业安全管理水平，推动了煤矿智能化技术发展。     

乌兰煤矿永久避难硐室的设计与构建

根据乌兰煤矿目前井下人员分布及近期开采情况,为乌兰煤矿设计永久避难硐室,设计内容主要包括:选址、尺寸、避难硐室内保障系统。该避难硐室的设计和构建对乌兰煤矿井下紧急避险系统的完善和应急救援技术提高具有重要意义。     

桥式起重机在井下充电硐室的安装设计

车集煤矿井下不同采区出现瓦斯涌出量大的趋势后,将架线电机车改为电瓶车牵引,并设计、施工了井下充电硐室.介绍了充电硐室的巷道布置,设备布置,防爆起重机悬臂支撑梁、跑道、起重机电缆滑道、检修坑上铁轨枕的设计和安装以及机车电瓶的更换,具有较高的借鉴价值.     

钢丝绳牵引式巡检机器人研究与应用

为了解决煤矿井下巡检机器人电池充电的问题,设计研发了一种钢丝绳牵引式巡检机器人,详细论述了该机器人系统的组成及实现方法,介绍了机器人本体自发电装置的组成和工作原理。应用结果表明,该巡检机器人系统可以实现对煤矿井下带式输送机巷道的自动巡检,实现无人值守的目标。     

新柏煤矿永久避难硐室设计实践

根据新柏煤矿目前井下人员分布及近期开采情况,为新柏煤矿设计永久避难硐室,设计内容主要包括:选址、尺寸、避难硐室内保障系统等。该避难硐室的设计和构建对新柏煤矿井下紧急避险系统的完善和应急救援技术提高具有重要意义。     

煤矿井下瓦斯智能巡检机器人系统的研究与设计

针对当前煤矿井下瓦斯巡检作业依赖人员操作和固定探头感知存在的自动化程度低和灵活机动性差等问题,设计了一种煤矿井下瓦斯智能巡检机器人系统(以下简称机器人系统),介绍了机器人系统的总体设计,并对机器人系统的本体机构设计、控制系统设计以及信息与通信系统设计进行了详细的介绍。测试结果表明,该机器人系统能够满足复杂巡检工况地形的越障要求,能够完成煤矿井下环境中瓦斯的实时精准监测。     

煤矿机器人井下自主快速安全充电方法研究

针对采用蓄电池供电的煤矿机器人在井下自主快速安全充电的需求,提出了煤矿井下电能与机械能相互转换的充电方法。设计了一种煤矿机器人井下自主快速安全充电系统,系统由机器人、行走轨道及导向机构、充电站组成。机器人沿行走轨道在导向机构的引导下自主驶向充电站,通过旋转编码器及激光测距仪保证机器人与充电站的精准可靠对接,通过阻燃抗静电的改性尼龙对接公头和母座保证充电对接安全;对接成功后,充电站的电动机带动机器人的发电机为机器人的蓄电池进行大功率快速充电。试验表明在电动机额定功率2.2 kW情况下,发电机稳定输出功率大于800 W,为煤矿机器人井下自主快速安全充电提供了一种新的方法。     

西沙河煤矿永久避难硐室地面钻孔系统设计

煤矿井下发生灾难时,井下原有供氧、供电、监控等设备处于瘫痪状态,无法向永久避难硐室内避险人员提供基本生存条件,西沙河煤矿通过地面钻孔向井下永久避难硐室提供供氧、供电、监控等系统;通过对地面钻孔系统的设计,提高永久避难硐室的可靠性。     

矿井变电所机器人智能巡检系统设计

针对煤矿井下变电所设备运行状态的日常巡检、停送电安全技术措施落实以及视频监控全覆盖等问题,设计了一种直线轨道式巡检机器人系统与变电所设备实现通讯,建立智能巡检系统。重点介绍了矿井变电所机器人智能巡检系统的组成结构与巡检功能,论述了机器人系统巡检动作方式与智能巡检系统执行流程。实践表明：该智能巡检系统可以有效替代矿井变电所的人工巡检岗位,完成日常巡检任务,保障停送电安全技术措施的可靠落实,实现变电所视频的无盲区监控。机器人系统感知功能齐全,与变电所设备联动可靠,巡检运行状态平稳,解决了矿井变电所减员增效的关键技术问题。     

矿用车载型锂离子电源管理系统设计

针对大容量锂离子电池电源开始在煤矿推广和应用的发展趋势,设计出一种适于矿用机车电控系统的车载锂离子电源管理系统。在CAN总线上实现对各单体电源的分布式控制管理和保护,依据相关锂离子蓄电池电源矿用安全标准暂行规定及锂离子电池本身使用需要,进行过流、过载、温度及过充和过放保护,确保锂离子电池电源在煤矿井下环境的安全使用,并通过智能及人工控制实现锂离子电池的健康充电和快速充电,提高车载电源的实用性。同时,通过采用主动均衡的方式,对电压较低的单体电池进行均衡充电,使整组锂离子电池性能一致。试验和工业应用结果表明：该系统的应用,可以更好地保障锂离子电源有效容量并有效延长锂离子电源的使用寿命。     

煤矿井下探测机器人远程控制系统

随着机器人技术的迅猛发展,在生产安全形势较为严峻的煤矿领域引入机器人进行井下探测成为一大研究热点。首先对煤矿井下探测机器人进行简单介绍,在此基础上分别从系统结构、软硬件设计以及系统功能等方面对煤矿井下探测机器人远程控制系统进行阐述。     

一种基于CAN总线的低压智能型配电装置保护器

设计一种适用煤矿井下的基于CAN总线的低压智能配电装置保护器,它具有对供电系统的保护以及故障分析功能、传感器自检功能及通信功能,既能实现现场设备和煤矿监控系统的联网,又能提高煤矿供电系统的安全性和可靠性。     

一种矿用大功率应急电源及其充电电路设计

针对矿用EPS电源充电效率低、充放电功率小的不足,设计了矿用大功率EPS充电电源,电池组的正极材料为磷酸铁锂,整个系统采用PLC实现对电池组分组充电控制,通过增设均衡保护电路,实现了矿用电池均衡无损充电的目的。设计已在开滦煤矿得到实际应用,试验证明,此种充电方法充电效率高、安全性好;在电力系统发生故障或电力崩溃时,能保证30 kW矿用风机的正常运行。     

煤矿井下供电系统接线方式的设计

通常煤矿井下供电系统采用高压单母线分段和低压单母线的接线方式,其只能保证高压负荷的双电源供电,不能保证低压负荷的双电源供电,会导致局部通风机等低压重要负荷不能可靠供电而停风造成瓦斯积聚,引起瓦斯爆炸的恶性事故屡屡发生。同时,向煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井自救系统供风的空压机,井下移动瓦斯抽放泵也会因停电造成自救系统失效和瓦斯积聚而引发恶果。根据新修订的《煤矿安全规程》有关规定,提出了井下供电系统接线方式的设计方案,并对实际接线中代用母线联络配电装置存在的问题提出了解决方法,为井下供电系统设计提供了依据。     

煤矿巡检机器人智能传感与控制系统设计研究

煤矿带式输送机运输系统人工巡检工作强度大,特别是大坡度带式输送机巡检易受落煤、飞石等影响,具有一定的危险性。因此,设计了煤矿悬挂式巡检机器人智能传感与控制系统,研究了系统整体架构和各类传感器布置方式,重点探讨了巡检机器人图像采集、语音识别、环境感知和无线通讯模块的功能设计和参数优化。开展了煤矿现场工业性试验,验证了机器人智能传感与控制系统性能,结果表明：该系统能够实现仪表数据识别、旋钮状态识别、胶带跑偏识别、火焰识别、声音检测、异常报警等功能,具备煤矿运输系统状态的地上、智能手机端的全面感知和实时监控能力。采用巡检机器人替人,可实现低温、粉尘、低照度等恶劣环境下的连续巡检作业,有效避免漏检、错检等问题。     

矿井智能供电监控系统设计及应用研究

矿井供电网络的稳定可靠运行是保证煤矿开采过程顺利进行的重要基础和前提。结合煤矿实际情况设计了智能供电监控系统,系统主要由井下监控单元、地面集控中心和通信网络系统3部分构成,井上和地面之间基于工业以太网进行数据连接。对井下监控单元中涉及的硬件设施进行了详细介绍,控制器选用的型号为STM32,对地面集控中心的主要软件功能进行了分析,重点介绍了监控系统的报警功能。将智能供电监控系统应用到煤矿工程实践中,经现场测试发现各项功能都得以实现,取得了非常好的效果,值得其他煤矿企业借鉴。     

大柳塔煤矿井下智能供水系统设计与应用

为使供水压力恰到好处的满足生产需求,减少人力和能源浪费,大柳塔煤矿开展了井下智能供水系统设计与改造。从矿山各系统实现综合智能化自我调节的目标出发,阐述了大柳塔煤矿井下供水系统的用途和缺陷;在明确供水系统实现智能化的工作原理后,重点叙述了智能供水系统所具备的功能。大柳塔煤矿井下智能供水系统的使用,大大减少了工作量,提高了设备运行效率和使用寿命,降低了电能损耗,可及时发现漏水现象,为矿井安全生产提供了一定保障。