一、基本信息
礦山種類：煤礦
應用場景：井筒巡檢
場景實例：立井剛罐道智能巡檢
機器人產(chǎn)品及制造單位：立井剛罐道巡檢機器人，中國礦業(yè)大學
應用單位：淮北礦業(yè)股份有限公司楊柳煤礦
二、詳細介紹
1.重點解決的痛點難點問題
在煤礦礦井的建設運行中，冷彎軋制方管罐道因其重量輕、質(zhì)量高、縱向抗剪切能力強、使用壽命長等特點被廣泛使用，但由于在大噸位提升容器(罐籠/箕斗)工作時存在大動量、多頻次沖擊，立井剛罐道容易出現(xiàn)大尺寸的錯位、彎曲、傾斜等問題，若無法及時檢測與維護，將引起提升容器沖擊振動、提升鋼絲繩張力失衡等故障，進而導致人員傷亡等事故。針對立井剛罐道進行檢測與維護，是保障礦井提升系統(tǒng)安全、高效運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。立井鋼罐道人工巡檢效率低、風險高，檢測精度隨機性大。煤礦礦井工作條件差，提升容器易出現(xiàn)顛簸、卡頓等故障，人工作業(yè)安全風險高;傳統(tǒng)的人工巡檢方式耗時費力，工作量大且巡檢效率低;檢測精度及準確性依賴人工經(jīng)驗，不同作業(yè)人員巡檢結(jié)果難以保持一致?，F(xiàn)有單一傳感器檢測方式準確性差，結(jié)果不可靠。例如加速度傳感器可獲得剛罐道在發(fā)生錯位、凸起、間隙缺陷時的振動信號，但其無法描述剛罐道的傾斜程度;傾角傳感器可以獲得剛罐道的傾斜程度，但局部缺陷表征能力弱;視覺傳感器可以更加直觀的檢測剛罐道運行狀態(tài)，但其對于缺陷程度難以量化。
2.解決方案介紹
圖1 立井剛罐道巡檢機器人
圖2 上位機界面示意圖
立井剛罐道巡檢機器人采用磁吸的方式，吸附于剛罐道上，具備加速度、陀螺儀、視覺等多傳感器協(xié)同監(jiān)測功能與無線遙控功能，可以對罐道間隙、錯位、傾斜等狀態(tài)參數(shù)和缺陷進行智能化檢測。立井剛罐道巡檢機器人創(chuàng)新設計了基于Halbach陣列的永磁磁輪，并利用拓撲優(yōu)化法對整體結(jié)構(gòu)進行輕量化設計，實現(xiàn)了機器人在剛罐道上的強吸附性。研發(fā)了一種多傳感器協(xié)同的剛罐道狀態(tài)檢測技術(shù)，通過基于機器人姿態(tài)的剛罐道局部缺陷檢測方法、基于航跡推算的剛罐道整體缺陷檢測方法和基于機器視覺的剛罐道表面缺陷識別方法，搭建了罐道健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了復雜環(huán)境下立井剛罐道結(jié)構(gòu)缺陷和表面缺陷的協(xié)同檢測，提高了檢測結(jié)果的可靠性。
3.應用推廣情況及應用效果
立井剛罐道巡檢機器人在淮北礦業(yè)集團楊柳煤礦進行了試應用，其中楊柳煤礦井深為598.2m。應用前，剛罐道缺陷檢測需要人員進入井筒內(nèi)進行維護檢修，檢測周期長、風險大、準確性低。應用后，立井剛罐道巡檢機器人能夠全天候?qū)崟r監(jiān)測罐道狀態(tài)，可以在較短時間內(nèi)完成巡檢任務，提高了監(jiān)測效率和全面性。對罐道傾斜、錯位、凸起等狀態(tài)參數(shù)檢測準確率大于90%，續(xù)航大于1500m，可為罐道的運維提供數(shù)據(jù)支持，具有較好的推廣前景。
內(nèi)容來源：中國機械工業(yè)聯(lián)合會機器人分會
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