智能巡檢機器人在膠帶輸送機棧橋的應用

郄佃喜

（晉能控股煤業集團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現模塊化，洗選工藝由塊煤系統、末煤系統、粗煤泥系統和煤泥系統四個部分組成，膠帶輸送機作為四個部分的主要運輸設備，承擔著選煤廠的原煤與精煤的運輸任務。在生產過程中，雖然膠帶輸送機的正常運行已通過跑偏、打滑、欠速等傳感器保護措施實現了信息化監控，但礦井產量大、生產任務重、膠帶輸送機工作負荷大，仍然會出現保護措施以外的一些生產問題，需要員工通過頻繁的巡視檢查來避免這些問題的發生。通過智能巡檢機器人在膠帶輸送機棧橋的投入應用，代替巡檢工巡視檢查來避免這些問題的發生，取得了一定的效果[1]。

1 智能巡檢機器人的組成結構

智能巡檢機器人主要由機器人本體、上位機、無線通訊系統、充電裝置和軌道系統組成，巡檢機器人本體主要由驅動機構、隔爆腔體、本安腔體、本安雙視云臺攝像機（含紅外熱像儀、可見光攝像機、補光燈）、測速機構、換向限位傳感器、停車傳感器、防爆自動充電插座等部分組成，能夠自動沿軌道往復移動，對選煤廠生產設備及生產環境進行全方位監測，如圖1所示。

圖1 巡檢機器人組成結構示意圖

2 智能巡檢機器人技術參數及功能

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

巡檢機器人具有以下功能。

（1）智能識別功能

機器人智能識別皮帶跑偏故障；智能識別煤礦井下水泵房、變電所等安裝的指針儀表、數字顯示表數據以及旋鈕、旋桿、閥桿、指示燈狀態等；定點識別大矸石、錨桿等形狀異物（選配）。

（2）聲音異常識別功能

現場設備在運行過程中發生磨損或者異常時，故障部位會產生較明顯的聲音異常，機器人實時采集現場環境聲音，對采集的聲音進行分析，發現異常及時發出報警信號，避免故障擴大化。

（3）紅外熱像圖采集及溫度異常報警功能

機器人搭載紅外熱像儀，實時獲取被檢測設備的紅外熱像圖，存儲并分析被檢測設備的發熱情況，預警皮帶電機、減速機、滾筒、托輥、水泵前后軸、巷道沿線電纜等溫度異常。

（4）移動圖像采集功能

在低照度、高濕度和粉塵環境下，通過巡檢機器人上搭載的多個攝像機實現對巡檢巷道沿線圖像采集。

（5）煙霧檢測功能

巡檢機器人上搭載有煙霧傳感器，實現巡檢巷道的煙霧檢測報警。

（6）環境探測功能

搭載環境探測傳感器，實現對現場CO、H2S、CH4、O2易燃、有毒危險氣體的檢測分析。

（7）自主避障功能

機器人避障系統能夠感知障礙物，具有響應快、靈敏度高特點。

3 智能巡檢機器人的工作原理

智能巡檢機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別功能、聲音異常識別功能、紅外熱像圖采集及溫度異常報警功能、移動圖像采集功能、煙霧檢測功能、環境探測功能及自主避障功能，實時采集、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，把巡檢工從惡劣的工作環境中解脫出來，減輕勞動強度、降低勞動風險，及時發現出現的問題，避免事故擴大化，大大減少生產過程中的非正常停機時間，具有終點自動換向、限位停止、定點校正等功能，設備體積小、結構緊湊、運行平穩，不影響正常行人和對設備的檢修工作[2-6]。

4 智能巡檢機器人的應用效果

巡檢機器人能夠完全代替巡檢工，可靠巡檢、自主充電，實時采集、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，把巡檢工從惡劣的工作環境中解脫出來，減輕勞動強度、降低勞動風險，及時發現出現的問題，避免事故擴大化，大大減少生產過程中的非正常停機時間，具有終點自動換向、限位停止、定點校正等功能，設備體積小、結構緊湊、運行平穩，不影響正常行人和對設備的檢修工作，如圖2。

圖2 巡檢機器人煤礦應用

2022年3月智能巡檢機器人在馬脊梁礦選煤廠膠帶輸送機棧橋投入使用，大大降低了歘煤、磁選機堵塞等現象的發生，減少了設備維護人員的工作量，提高了工作效率，使得設備的運轉效率得到明顯提升。

智能巡檢機器人在投入使用前，每月因巡檢不當影響生產時間約6 小時，投入使用后影響生產時間約為2小時，按平均每小時1 200 t煤量計算，則一年可以多入洗原煤5.76 萬t，多洗出精煤3.8 萬t，增加產值1900萬元。

5 結語

智能巡檢機器人在馬脊梁礦選煤廠膠帶輸送機棧橋的使用，有效地提升了設備維檢人員的工作效率，降低了巡檢工勞動強度，及時準確地發現問題，解決問題，為原煤運輸節約了時間，提高了原煤運輸量，創造了可觀的經濟效益，值得在類似洗煤廠推廣使用。