基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置及方法
2023-05-09 23:00:26
基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及監控技術領域，具體涉及一種基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著機械化水平的不斷提高，為改善勞動條件並提高生產的經濟效益，許多領域使用了皮帶運輸設備，煤礦領域也不例外。煤礦用皮帶輸送機具有運輸量大、工作環境複雜、承載能力強、以及運輸距離較長等特點。在我國的主要產煤地區使用廣泛。
[0003]煤礦用皮帶輸送機是礦井主要易發火災部位，其火災害預防是礦井發火區域防治的主要組成部分，由於其發生突然，發展迅猛且迅速對下風側人員造成威脅，甚至因風逆轉致使煙氣流入進風區而擴大危險區域或誘發瓦斯爆炸等災害，導致重大人員傷亡和設備損壞事故，如2015年11月20日21時50分，黑龍江龍煤集團雞西礦業公司杏花煤礦東一採區傾角皮帶發生火災事故，該事故共造成22人遇難。並造成大量的經濟損失。所以帶式輸送機火災監控技術的研究已為國內外科研及帶式輸送機生產單位所重視。
[0004]現階段的皮帶運輸機火災監測技術成果主要在於皮帶運動速度及溫度等監測，且基本集中在運輸機機頭部分，而託輥部分的火災監測相對空白。如專利號CN200920186955.5的一種礦用皮帶運輸機智能監控裝置;其側重點主要在皮帶溫度，煙霧濃度和皮帶位置等監測，對託輥的運行狀態並沒有相關監測；專利號CN201420066413.5的一種新型礦用皮帶檢測裝置，其特點為可以連續採集、存儲、傳輸現場的圖像、聲音、溫度、煙霧等數據，通過對數據的分析，判斷是否存在設備故障以及故障位置，也沒有涉及到託輥部分的監測。託輥在停止轉動時會與皮帶產生強烈摩擦，使皮帶溫度迅速升高而導致火災的發生。因此需要一種能實時監測託輥運行情況的裝置。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供了一種基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置及方法，可以通過讀取紅外信號接收次數進行託輥運行狀態的判斷，若固定時間內紅外線接收次數小於正常值，則該託輥運行狀態發生異常，若固定時間內紅外線接收次數和正常值吻合，則該託輥工作狀態正常，且可以進行異常點的定位，同時也可進行託輥位置的實時監測。
[0006]為實現上述目的，本發明採取的技術方案為:
[0007]—種基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置，包括皮帶運輸機、紅外發射裝置、紅外接收裝置和接收器固定裝置，所述紅外發射裝置包括紅外發射器、安裝在紅外發射器內的北鬥模塊和數據處理模塊，所述數據處理模塊用於將每個紅外發射器所發出的紅外線用對應的北鬥模塊所採集到的位置數據進行標記後輸出;所述紅外發射裝置通過粘合劑嵌入安裝在皮帶運輸機託輥的A面，不與皮帶進行接觸;所述接收器固定裝置包括電控裝置、滑軌、滑塊、固定頭凹槽、卡口和固定杆，固定杆用於支撐滑軌，其位置由紅外發射器發射出的紅外線位置確定，保證紅外接收器可以準確的接收到發射出的紅外線，電控裝置位於固定杆上，滑塊與滑軌滑動連接，固定頭凹槽和卡口安裝於滑塊上，所述紅外接收器通過固定頭與固定頭凹槽、卡口相連鎖死，所述紅外接收裝置包括紅外接收器以及安裝在紅外接收器內的地理位置提取模塊，所述地理位置提取模塊用於提取紅外接收器所接收到的紅外線的地理位置信息並輸出發送至控制室。
[0008]優選地，所述皮帶運輸機包括負載皮帶、空載皮帶和滾筒，負載皮帶用來運輸物資，空載皮帶與負載皮帶形成循環，滾筒用於負載皮帶和空載皮帶進行連接，並提供皮帶運輸時所需的動力。
[0009]優選地，所述皮帶運輸機託棍通過託棍固定杆固定，所述固定杆位於託棍固定杆上，靠近託輥，託輥固定杆的長度由皮帶運輸的長度來確定，固定杆具有很好的負載能力，為剛性結構，由支架固定。
[0010]上述基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置的監測方法，包括如下步驟:
[0011 ] S1、將每個託棍進行編號，分別為L1，L2，L3......，R1，R2，R3..........，並獲取每個託輥上的紅外發射裝置的地理位置數據；
[0012]S2、啟動紅外發射裝置隨託輥的轉動穩定的發射帶地理位置標記的紅外線，紅外線軌跡為圓形；
[0013]S3、電控裝置控制滑軌根據實際情況設置矢量運動的間隔時間和步距，間隔時間以3-4S為佳，步距為接收點兩束平行紅外線之間間隔的水平距離，從而帶動紅外接收器逐個的到達接收紅外線的固定點；
[0014]S4、紅外接收裝置將在固定時間內接收到的紅外線數量以及所接收到紅外線的位置數據，經井下工業環網傳達到控制室，判斷每個託輥的運行情況，若固定時間內紅外線接收次數小於正常值，則該託輥運行狀態發生異常，若固定時間內紅外線接收次數和正常值吻合，則該託輥工作狀態正常;若所接收的紅外線位置數據與安裝時的位置不一致，則判斷該安裝該紅外發射裝置的託輥發生偏移。
[0015]本發明具有以下有益效果:
[0016](I)經濟合理，可操作性強，通過識別固定時間內紅外接收器接收到的紅外線次數實現了託輥運行情況的監測，若固定時間內紅外線接收次數小於正常值，則該託輥運行狀態發生異常，若固定時間內紅外線接收次數和正常值吻合，則該託輥工作狀態正常；
[0017](2)通過傳輸信號順序和託輥編號對應進行定位，從而實現了對託輥異常點的定位；
[0018](3)能夠自行的監測每個託輥的運行狀態，相比於現用的人工監測託輥運行情況的方法，節省了人工的消耗，並提高了工作效率；
[0019](4)通過北鬥模塊的設置實現了託輥位置的實時監測，很好的避免了託輥在運行狀態中所產生的偏移，進一步提高了監測精度。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
[0021]圖2為圖1的側視圖。
[0022]圖3為本發明實施例中紅外接收器固定裝置示意圖。
[0023]圖4為本發明實施例中紅外發射器電路圖。
[0024]圖5為本發明實施例中紅外發射器安裝示意圖。
[0025]圖6為本發明實施例的工作流程圖。
[0026]附圖標記:
[0027]1-滾筒;2-空載皮帶;3-負載皮帶;4-固定杆;5-紅外發射器;6_託輥;7_紅外接收器;8-固定頭;9-井下工業環網；10-託輥固定杆；11-粘結劑;al-滑塊;a2_滑軌;a3_電控裝置;a4_固定頭凹槽;a5_卡口 ；bl_開關;b2_發光二極體;b3_電源。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0029]如圖1-圖5所示，本發明實施例提供了一種基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置，包括皮帶運輸機、紅外發射裝置5、紅外接收器7和接收器固定裝置，所述紅外發射裝置5包括紅外發射器、安裝在紅外發射器內的北鬥模塊和數據處理模塊，所述數據處理模塊用於將每個紅外發射器所發出的紅外線用對應的北鬥模塊所採集到的位置數據進行標記後輸出；所述紅外發射裝置5通過粘合劑嵌入安裝在皮帶運輸機託輥6的A面，不與皮帶進行接觸;所述接收器固定裝置包括電控裝置a3、滑軌a2、滑塊al、固定頭凹槽a4、卡口 a5和固定杆4，固定杆用於支撐滑軌，其位置由紅外發射器發射出的紅外線位置確定，保證紅外接收器可以準確的接收到發射出的紅外線，電控裝置a3位於固定杆4上，滑塊al與滑軌a2滑動連接，固定頭凹槽a4和卡口 a5安裝於滑塊al上，紅外接收器7通過固定頭9與固定頭凹槽a4、卡口相連，用於鎖死紅外接收裝置，所述紅外接收裝置包括紅外接收器以及安裝在紅外接收器內的地理位置提取模塊，所述地理位置提取模塊用於提取紅外接收器所接收到的紅外線的地理位置信息並輸出發送至控制室。
[0030]所述皮帶運輸機包括負載皮帶3、空載皮帶2和滾筒I，負載皮帶3用來運輸物資，空載皮帶2與負載皮帶3形成循環，滾筒I用於負載皮帶3和空載皮帶2進行連接，並提供皮帶運輸時所需的動力。
[0031 ]所述皮帶運輸機託棍通過託棍固定杆10固定，所述固定杆4位於託棍固定杆1上，靠近託棍6，託棍固定杆10的長度由皮帶運輸的長度來確定。
[0032]本具體實施在紅外接收裝置7的安裝過程中，首先是將固定頭8插入固定頭凹槽a4，再通過卡口 a5將固定頭8緊緊鎖死。通過設置電控裝置a3矢量運動的控制時間和步距來控制滑塊al在滑軌a2上移動，控制時間視具體需求而定，以3-4S為佳，步距為接收點兩束平行紅外線之間間隔的水平距離。使得滑塊al移動到合適的位置上，最終實現紅外接收器7的固定。
[0033]如圖6所示，本具體實施還提供了上述基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置的監測方法，包括如下步驟:
[0034]S1、將每個託輥進行編號，分別為L1，L2，L3......，R1，R2，R3..........，並獲取每個託輥上的紅外發射裝置的地理位置數據；
[0035]S2、啟動紅外發射裝置隨託輥的轉動穩定的發射帶地理位置標記的紅外線，紅外線軌跡為圓形；
[0036]S3、電控裝置控制滑軌根據實際情況設置矢量運動的間隔時間和步距，間隔時間以3-4S為佳，步距為接收點兩束平行紅外線之間間隔的水平距離，從而帶動紅外接收器逐個的到達接收紅外線的固定點；
[0037]S4、紅外接收裝置將在固定時間內接收到的紅外線數量以及所接收到紅外線的位置數據，經井下工業環網傳達到控制室，判斷每個託輥的運行情況，若固定時間內紅外線接收次數小於正常值，則該託輥運行狀態發生異常，此時會由人工進行進一步的檢測修理;若固定時間內紅外線接收次數和正常值吻合，則該託輥工作狀態正常，紅外接收器將對下一個託輥進行檢測，以此類推，若所接收的紅外線位置數據與安裝時的位置不一致，則判斷該安裝該紅外發射裝置的託輥發生偏移。
[0038]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【主權項】
1.一種基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置，其特徵在於，包括皮帶運輸機、紅外發射裝置、紅外接收裝置和接收器固定裝置，所述紅外發射裝置包括紅外發射器、安裝在紅外發射器內的北鬥模塊和數據處理模塊，所述數據處理模塊用於將每個紅外發射器所發出的紅外線用對應的北鬥模塊所採集到的位置數據進行標記後輸出；所述紅外發射裝置通過粘合劑嵌入安裝在皮帶運輸機託輥的A面，不與皮帶進行接觸;所述接收器固定裝置包括電控裝置、滑軌、滑塊、固定頭凹槽、卡口和固定杆，固定杆用於支撐滑軌，其位置由紅外發射器發射出的紅外線位置確定，保證紅外接收器可以準確的接收到發射出的紅外線，電控裝置位於固定杆上，滑塊與滑軌滑動連接，固定頭凹槽和卡口安裝於滑塊上，所述紅外接收器通過固定頭與固定頭凹槽、卡口相連鎖死，所述紅外接收裝置包括紅外接收器以及安裝在紅外接收器內的地理位置提取模塊，所述地理位置提取模塊用於提取紅外接收器所接收到的紅外線的地理位置信息並輸出發送至控制室。2.如權利要求1所述的基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置，其特徵在於，所述皮帶運輸機包括負載皮帶、空載皮帶和滾筒，負載皮帶用來運輸物資，空載皮帶與負載皮帶形成循環，滾筒用於負載皮帶和空載皮帶進行連接，並提供皮帶運輸時所需的動力。3.如權利要求1所述的基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置，其特徵在於，所述皮帶運輸機託輥通過託輥固定杆固定，所述固定杆位於託輥固定杆上，靠近託輥，託輥固定杆的長度由皮帶運輸的長度來確定。4.如權利要求1所述的基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置的監測方法，其特徵在於，包括如下步驟: S1、將每個託輥進行編號，分別為L1，L2，L3......，R1，R2，R3..........，並獲取每個託輥上的紅外發射裝置的地理位置數據； S2、啟動紅外發射裝置隨託輥的轉動穩定的發射帶地理位置標記的紅外線，紅外線軌跡為圓形； S3、電控裝置控制滑軌根據實際情況設置矢量運動的間隔時間和步距，間隔時間以3-.4S為佳，步距為接收點兩束平行紅外線之間間隔的水平距離，從而帶動紅外接收器逐個的到達接收紅外線的固定點； S4、紅外接收裝置將在固定時間內接收到的紅外線數量以及所接收到紅外線的位置數據，經井下工業環網傳達到控制室，判斷每個託輥的運行情況，若固定時間內紅外線接收次數小於正常值，則該託輥運行狀態發生異常，若固定時間內紅外線接收次數和正常值吻合，則該託輥工作狀態正常;若所接收的紅外線位置數據與安裝時的位置不一致，則判斷該安裝該紅外發射裝置的託輥發生偏移。
【專利摘要】本發明公開了一種基於紅外光的礦用皮帶運輸機託輥狀態監測裝置及其方法，包括皮帶運輸機、紅外發射裝置、紅外接收裝置和接收器固定裝置，所述紅外發射裝置包括紅外發射器、安裝在紅外發射器內的北鬥模塊和數據處理模塊；所述紅外發射裝置通過粘合劑嵌入安裝在皮帶運輸機託輥的A面，不與皮帶進行接觸；所述接收器固定裝置包括電控裝置、滑軌、滑塊、固定頭凹槽、卡口和固定杆，所述紅外接收器通過固定頭與固定頭凹槽、卡口相連鎖死，所述紅外接收裝置包括紅外接收器以及安裝在紅外接收器內的地理位置提取模塊。本發明可以通過讀取紅外信號接收次數判斷託輥的工作狀態，且可以進行異常點的定位，同時也可進行託輥位置的實時監測。
【IPC分類】B65G43/00, B65G43/02
【公開號】CN105712056
【申請號】CN201610231950
【發明人】王彩萍, 魏子淇, 李貝, 鄧軍, 王凱, 文虎, 馬礪
【申請人】西安科技大學