[發明專利]一種煤礦災區環境偵測無人機及偵測方法

在審

• 申請號: 201811262240.3
• 申請日: 2018-10-27
• 公開（公告）號: CN109159895A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 鄭學召;郭軍;王喜龍;文虎;鄧軍;張鐸;費金彪;張嬿妮;許延輝
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;西安天河礦業科技有限責任公司
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64C27/08;B64D47/02;G01D21/02;H04N5/33;H04N5/225
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種煤礦災區環境偵測無人機及偵測方法，該無人機包括無人機、煤礦災區環境偵測裝置和監控裝置，所述無人機包括機架、動力機構和避障機構，所述煤礦災區環境偵測裝置包括環境檢測傳感器、紅外攝像儀和本安型耳麥，所述動力機構包括螺旋槳機構和懸停微調機構，所述懸停微調機構包括氣囊、第一供氣組件和第二供氣組件以及微調閥門機構，所述監控裝置包括主控制模塊、遠程監控模塊和手持式遙控器；該方法包括以下步驟：一、定位點的布設及定位基站的布設；步驟二、無人機的前進飛行；步驟三、煤礦災區環境的偵測。本發明設計合理重量輕、續航能力強，實現井下災區環境的偵測。

技術領域

本發明屬于礦用無人機偵測技術領域，尤其是涉及一種煤礦災區環境偵測無人機及偵測方法。

背景技術

我國礦山事故造成大量的資源損失和人員傷亡，嚴重影響我國礦山的安全生產，造成嚴重的經濟損失和社會影響。礦井事故發生后，能夠及時掌握井下情況，對減少安全生產事故的損失具有重要意義。

無人機在無人探測領域起著重要的作用，尤其在事故發生后對災區的探查應用前景廣泛。煤礦井下災區通常會有瓦斯等爆炸性氣體聚集，屬于氣體易爆區域，所有進入災區的救災設備都需要達到相關防爆標準，以免因設備故障引發災區瓦斯爆炸。然而，如果無人機按防爆標準設計，會極大地增加飛行器重量，導致續航能力嚴重不足、電池和電機等部件防爆難度進一步增大。因此，需要設計一種煤礦災區環境偵測無人機及偵測方法，重量輕、續航能力強，可偵測煤礦災區環境的無人機設備，為礦山災害救援提供準確可靠的信息，有效避免救援人員進入災區偵察的風險。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種煤礦災區環境偵測無人機，其設計合理、操作簡便，重量輕、續航能力強，實現井下災區環境的偵測，為礦山災害救援提供準確可靠的信息，有效避免救援人員進入災區偵察的風險，實用性強。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種煤礦災區環境偵測無人機，其特征在于:包括無人機、安裝在所述無人機上的煤礦災區環境偵測裝置和安裝在所述無人機上的監控裝置，所述無人機包括機架以及安裝在所述機架上的動力機構和避障機構，所述煤礦災區環境偵測裝置包括環境檢測傳感器、紅外攝像儀和本安型耳麥，所述機架的底部正下方設置有增穩支架，所述環境檢測傳感器和本安型耳麥安裝在所述機架底部，所述紅外攝像儀安裝在增穩支架上，所述避障機構包括安裝在增穩支架四周的前紅外測距傳感器、后紅外測距傳感器、左紅外測距傳感器與右紅外測距傳感器以及安裝在增穩支架底部的下紅外測距傳感器和安裝在所述機架上的上紅外測距傳感器，所述動力機構包括安裝在所述機架頂面四角的螺旋槳機構和安裝在所述機架頂面中部上方的懸停微調機構，所述懸停微調機構包括氣囊、為氣囊供氦氣的第一供氣組件和第二供氣組件以及設置在氣囊上的微調閥門機構，所述氣囊上設置有進氣管，所述微調閥門機構包括設置在氣囊底部四個頂點的下頂點放氣閥、設置在氣囊頂部四個頂點的上頂點放氣閥以及設置在氣囊前側面、后側面、左側面、右側面、上側面和下側面的中心位置處的前放氣閥、后放氣閥、左放氣閥、右放氣閥、上放氣閥和下放氣閥，所述機架的底部設置有使所述第一供氣組件脫落的脫落推動機構；

所述螺旋槳機構的數量為四個，四個所述螺旋槳機構分別為沿所述機架頂部逆時針依次布設的第一螺旋槳機構、第二螺旋槳機構、第三螺旋槳機構和第四螺旋槳機構，且所述第一螺旋槳機構、第二螺旋槳機構、第三螺旋槳機構和第四螺旋槳機構均延伸出所述機架外；

所述監控裝置包括主控制模塊、遠程監控模塊和手持式遙控器，所述主控制模塊包括主控器，所述主控器的輸入端接有設置在所述第一供氣組件中的氦氣氣體傳感器，所述環境檢測傳感器、紅外攝像儀和本安型耳麥均與主控器相接，所述下頂點放氣閥、所述上頂點放氣閥、前放氣閥、后放氣閥、左放氣閥、右放氣閥、上放氣閥和下放氣閥的輸入端均與主控器的輸出端相接，所述第一螺旋槳機構、第二螺旋槳機構、第三螺旋槳機構和第四螺旋槳機構均由主控器進行控制，所述遠程監控模塊包括本安電腦以及與本安電腦相接的顯示屏和耳機，所述主控器與本安電腦進行數據通信，且所述主控器與手持式遙控器進行數據通信。