[發明專利]一種煤礦豎井井筒巡檢裝置及激光掃描缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 202110102011.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112924463B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 周公博;唐超權;薛芮;何貞志;王東旭;孫亮;湯洪偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/954;G01N21/01;G01B11/16;H04W4/02;H04W64/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 紀德虎

本發明的一種煤礦豎井井筒巡檢裝置及激光掃描缺陷檢測方法，包括巡檢裝置本體，設置于井筒內并在井筒內上下移動；外部驅動裝置，用于驅動巡檢裝置本體上下移動；張緊裝置，兩個相對應張緊裝置之間豎直架設導向鋼絲繩；本體導向裝置，周向均布固定在巡檢裝置本體側壁，導向鋼絲繩滑動穿設在本體導向裝置內；定位系統，包括布置在井筒內壁的若干UWB節點和一個布置在巡檢裝置本體上的UWB節點；供能電池包、無線通訊模塊、激光雷達和圖像采集平臺，安裝于巡檢裝置本體上；所述供能電池包用于為無線通訊模塊、激光雷達和圖像采集平臺供電；無線通信模塊具有無線通信功能以及基于UWB節點的定位功能。本發明可以有效改變現有的人工巡檢效率低、存在安全隱患的現狀。

技術領域

本發明屬于礦山安全技術領域，尤其涉及一種煤礦豎井井筒巡檢裝置及激光掃描缺陷檢測方法。

背景技術

在煤礦開采過程中，井筒作為其中的一個極其重要的部分之一，井筒承擔著多項不同的任務，包括接送井下作業工作人員、掘進與采煤等設備材料的上下井、以及原煤的運輸等。豎井長期在復雜的地應力條件下工作內壁出現破裂，變形，局部混凝土剝落等潛在問題急需有效的檢測手段。目前，對豎井井筒的檢測大多采用人工方式，具體為安排專人進行巡視。這種人工巡檢方式效率低,容易出現漏檢,并且對于工作人員存在各種安全隱患等。

現有的自動巡檢技術是在井筒中心布置一根兩端固定的導向鋼絲繩，煤礦井筒巡檢裝置沿固定的導向鋼絲繩垂直上下移動實現檢測任務，檢測大多采用CCD相機采集圖片對圖片信息進行處理得出檢測結果。大多數巡檢裝置是自主配備驅動裝置，其驅動力小、負載能力弱例如自主式巡檢機器人。本發明設計一種適合井筒巡檢內壁的巡檢裝置，搭載激光雷達傳感器，同時搭載CCD 相機，利用點云數據對井筒進行三維建模，輔助以圖像信息提取內壁的質量缺陷同時檢測變形量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種煤礦豎井井筒巡檢裝置及激光掃描缺陷檢測方法, 本發明可以有效改變現有的人工巡檢效率低、存在安全隱患的現狀。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種煤礦豎井井筒巡檢裝置，包括，

巡檢裝置本體，設置于井筒內并在井筒內上下移動；

外部驅動裝置，通過繩索與巡檢裝置本體連接，用于驅動巡檢裝置本體上下移動；

張緊裝置，均勻分布在井筒頂壁和底壁且上下一一對應設置，兩個相對應張緊裝置之間豎直架設導向鋼絲繩；

本體導向裝置，周向均布固定在巡檢裝置本體側壁，導向鋼絲繩滑動穿設在本體導向裝置內；

定位系統，包括布置在井筒內壁的若干UWB節點和一個布置在巡檢裝置本體上的UWB節點；

供能電池包、無線通訊模塊、激光雷達和圖像采集平臺，安裝于巡檢裝置本體上；所述供能電池包用于為無線通訊模塊、激光雷達和圖像采集平臺供電；無線通信模塊具有無線通信功能以及基于UWB節點的定位功能。

進一步的，所述外部驅動裝置包括上部驅動裝置和下部驅動裝置，所述上部驅動裝置位于巡檢裝置本體上方，通過繩索連接巡檢裝置本體，用于驅動巡檢裝置本體上行；下部驅動裝置位于巡檢裝置本體下方，通過繩索連接巡檢裝置本體，用于驅動巡檢裝置本體下行。

進一步的，還包括有地面充電樁，其與供能電池包連接。

一種使用煤礦豎井井筒巡檢裝置掃描缺陷的方法，包括如下步驟：

步驟1，上部驅動裝置和下部驅動裝置間歇動作，驅動巡檢裝置本體在井筒內上下往復運動；

步驟2，通過布置在井筒內壁面和巡檢裝置本體上的UWB節點，測量巡檢裝置本體相對于井筒內壁的節點的距離實現定位，然后將位置數據通過無線通信模塊發送給地面數據處理系統；