[發(fā)明專利]礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510274939.1
• 申請(qǐng)日: 2015-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN104879170B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳燕清;鄭萬(wàn)波;張軍;鄧楠;王侃;康厚清;肖勇;張少華;秦偉;康躍明;張曉宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18;G01D21/02
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙)50211
• 代理人: 郭云

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)，具體涉及礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)背景：

在發(fā)生礦井災(zāi)害時(shí)，偵察小隊(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)，把現(xiàn)場(chǎng)的情況匯報(bào)給現(xiàn)場(chǎng)指揮人員，在這種高危環(huán)境下，偵察人員的生命安全更易受到威脅。因此，采用智能偵測(cè)裝置代替救援人員進(jìn)行未知危險(xiǎn)區(qū)域的探測(cè)，準(zhǔn)確掌握環(huán)境溫度、有毒有害氣體和地質(zhì)災(zāi)害等情況，對(duì)保障救援人員的人生安全、輔助現(xiàn)場(chǎng)指揮人員正確指揮決策具有關(guān)鍵的意義。

在國(guó)外，美國(guó)多家高校或研究機(jī)構(gòu)研發(fā)了不同用途的礦井救災(zāi)機(jī)器人，如美國(guó)智能系統(tǒng)和中心開發(fā)的RATLER礦井探索機(jī)器人,用于災(zāi)難后的現(xiàn)場(chǎng)偵查工作,美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)研制的Sim2bot礦井搜索,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研究中心也開發(fā)了Groundhog和Ferret Groundhog礦井探測(cè)機(jī)器人，主要用于探測(cè)井下環(huán)境,精確繪制井下立體地圖，實(shí)現(xiàn)災(zāi)區(qū)的視頻、有毒氣體和環(huán)境溫度等參數(shù)的探測(cè)。

在國(guó)內(nèi)，按照載體類型可將智能探測(cè)裝置分為兩類：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)于2006年6月成功研制了我國(guó)第1臺(tái)用于煤礦救援的CUMT-1型礦井搜救,該裝備有低照度攝像機(jī)、氣體傳感器和溫度計(jì)等設(shè)備，唐山開誠(chéng)電控設(shè)備集團(tuán)有限公司開發(fā)的KQR24Z礦用本安型機(jī)器人,KSJ24礦用隔爆兼本安型水下機(jī)器人。遠(yuǎn)程彈射系統(tǒng)：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司KT138(A)礦用遠(yuǎn)距離災(zāi)區(qū)偵測(cè)系統(tǒng)和北京凌天新世紀(jì)有限公司的人工拋擲式偵測(cè)球,唐山開誠(chéng)電控設(shè)備集團(tuán)有限公司的KQR48礦用災(zāi)區(qū)偵測(cè)機(jī)器人；

但是，目前的遠(yuǎn)程彈射系統(tǒng)多采用氣壓發(fā)射或者人工投擲方式，具有體積大，不易攜帶，彈射距離近，難于穿越復(fù)雜的礦井救援區(qū)域。因此，需要對(duì)輕質(zhì)量、易攜帶的遠(yuǎn)程無(wú)人偵測(cè)裝置進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)。

為了解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案是，礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)，包括環(huán)境偵測(cè)模塊、遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊和供電模塊；其特征在于：

環(huán)境偵測(cè)模塊包括傳感器調(diào)理電路板、探測(cè)裝置底板和無(wú)線收發(fā)電路板；傳感器調(diào)理電路板進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集包括溫度、CH4、CO，O2的數(shù)據(jù)；采集的數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)調(diào)理、AD轉(zhuǎn)換、微處理器處理后輸出到無(wú)線收發(fā)電路板，傳感器調(diào)理電路板上設(shè)置有環(huán)境參數(shù)傳感器；無(wú)線收發(fā)電路板將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收主機(jī)；

遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊包括減震塑料套、頭部減震板、箭桿和導(dǎo)向尾翼；

供電模塊包括電源電路板和電池盒；電池盒設(shè)置在電源電路板上；在電池盒內(nèi)設(shè)置有電池和本安保護(hù)電路；

無(wú)線收發(fā)電路板、探測(cè)裝置底板、電源電路板、傳感器調(diào)理電路板按所述順序重疊設(shè)置，相鄰板之間通過(guò)螺柱固定連接；無(wú)線收發(fā)電路板設(shè)置在底層，傳感器調(diào)理電路板設(shè)置在頂層，該傳感器調(diào)理電路板的上方還設(shè)置有頭部減震板，該頭部減震板上套設(shè)有減震塑料套；傳感器調(diào)理電路板與頭部減震板通過(guò)載體連接柱連接，在載體連接柱上套設(shè)有減震彈簧；無(wú)線收發(fā)電路板、探測(cè)裝置底板、電源電路板和傳感器調(diào)理電路板的中心位置均設(shè)置有箭桿固定孔，箭桿的上部穿過(guò)箭桿固定孔，箭桿的頂端與頭部減震板相抵觸，箭桿的尾部設(shè)置有導(dǎo)向尾翼。

本發(fā)明將遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊中的箭桿的上部穿過(guò)環(huán)境偵測(cè)模塊，將遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊中的頭部減震板通過(guò)載體連接柱與環(huán)境偵測(cè)模塊的傳感器調(diào)理電路板連接，當(dāng)頭部減震板與物體正面相撞時(shí)，減震彈簧推動(dòng)頭部減震板與遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊分離，保護(hù)環(huán)境偵測(cè)模塊和供電模塊不被損壞。探測(cè)裝置底板起固定電路板的作用。

根據(jù)本發(fā)明所述的礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)選方案，該系統(tǒng)還包括彈射裝置，該彈射裝置將環(huán)境偵測(cè)模塊、遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊和供電模塊彈射到偵測(cè)區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明所述的礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)選方案，該彈射裝置包括彈射底座和彈射架，彈射底座的上端面為斜面，彈射架設(shè)置在彈射底座的斜面上；在彈射架上設(shè)置有手輪，在手輪上設(shè)置有牽引滾筒，該牽引滾筒上纏繞有牽引線，牽引線的前端固設(shè)有彈射底板；在彈射底板上還設(shè)置有橡筋帶，橡筋帶的另一端固設(shè)在彈射架的前端。發(fā)射時(shí)，將箭桿的后端放置在彈射底板上。

本發(fā)明利用手輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)牽引滾筒旋轉(zhuǎn)，通過(guò)牽引線的作用，使橡筋帶拉伸。當(dāng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，在橡筋帶的彈力作用下，遠(yuǎn)程發(fā)射載體模塊帶領(lǐng)環(huán)境偵測(cè)模塊彈射到偵測(cè)區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明所述的礦井災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援無(wú)人偵測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)選方案，所述減震塑料套的頂部為圓錐形，該減震塑料套的頂部端面設(shè)置有減振齒。