[发明专利]一种煤矿竖井井筒巡检装置及激光扫描缺陷检测方法

说明书

本发明的一种煤矿竖井井筒巡检装置及激光扫描缺陷检测方法，包括巡检装置本体，设置于井筒内并在井筒内上下移动；外部驱动装置，用于驱动巡检装置本体上下移动；张紧装置，两个相对应张紧装置之间竖直架设导向钢丝绳；本体导向装置，周向均布固定在巡检装置本体侧壁，导向钢丝绳滑动穿设在本体导向装置内；定位系统，包括布置在井筒内壁的若干UWB节点和一个布置在巡检装置本体上的UWB节点；供能电池包、无线通讯模块、激光雷达和图像采集平台，安装于巡检装置本体上；所述供能电池包用于为无线通讯模块、激光雷达和图像采集平台供电；无线通信模块具有无线通信功能以及基于UWB节点的定位功能。本发明可以有效改变现有的人工巡检效率低、存在安全隐患的现状。

技术领域

本发明属于矿山安全技术领域，尤其涉及一种煤矿竖井井筒巡检装置及激光扫描缺陷检测方法。

背景技术

在煤矿开采过程中，井筒作为其中的一个极其重要的部分之一，井筒承担着多项不同的任务，包括接送井下作业工作人员、掘进与采煤等设备材料的上下井、以及原煤的运输等。竖井长期在复杂的地应力条件下工作内壁出现破裂，变形，局部混凝土剥落等潜在问题急需有效的检测手段。目前，对竖井井筒的检测大多采用人工方式，具体为安排专人进行巡视。这种人工巡检方式效率低,容易出现漏检,并且对于工作人员存在各种安全隐患等。

现有的自动巡检技术是在井筒中心布置一根两端固定的导向钢丝绳，煤矿井筒巡检装置沿固定的导向钢丝绳垂直上下移动实现检测任务，检测大多采用CCD相机采集图片对图片信息进行处理得出检测结果。大多数巡检装置是自主配备驱动装置，其驱动力小、负载能力弱例如自主式巡检机器人。本发明设计一种适合井筒巡检内壁的巡检装置，搭载激光雷达传感器，同时搭载CCD 相机，利用点云数据对井筒进行三维建模，辅助以图像信息提取内壁的质量缺陷同时检测变形量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种煤矿竖井井筒巡检装置及激光扫描缺陷检测方法, 本发明可以有效改变现有的人工巡检效率低、存在安全隐患的现状。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种煤矿竖井井筒巡检装置，包括，

巡检装置本体，设置于井筒内并在井筒内上下移动；

外部驱动装置，通过绳索与巡检装置本体连接，用于驱动巡检装置本体上下移动；

张紧装置，均匀分布在井筒顶壁和底壁且上下一一对应设置，两个相对应张紧装置之间竖直架设导向钢丝绳；

本体导向装置，周向均布固定在巡检装置本体侧壁，导向钢丝绳滑动穿设在本体导向装置内；

定位系统，包括布置在井筒内壁的若干UWB节点和一个布置在巡检装置本体上的UWB节点；

供能电池包、无线通讯模块、激光雷达和图像采集平台，安装于巡检装置本体上；所述供能电池包用于为无线通讯模块、激光雷达和图像采集平台供电；无线通信模块具有无线通信功能以及基于UWB节点的定位功能。

进一步的，所述外部驱动装置包括上部驱动装置和下部驱动装置，所述上部驱动装置位于巡检装置本体上方，通过绳索连接巡检装置本体，用于驱动巡检装置本体上行；下部驱动装置位于巡检装置本体下方，通过绳索连接巡检装置本体，用于驱动巡检装置本体下行。

进一步的，还包括有地面充电桩，其与供能电池包连接。

一种使用煤矿竖井井筒巡检装置扫描缺陷的方法，包括如下步骤：

步骤1，上部驱动装置和下部驱动装置间歇动作，驱动巡检装置本体在井筒内上下往复运动；

步骤2，通过布置在井筒内壁面和巡检装置本体上的UWB节点，测量巡检装置本体相对于井筒内壁的节点的距离实现定位，然后将位置数据通过无线通信模块发送给地面数据处理系统；