绳驱式瓦斯巡检装置及其使用方法与流程

本发明涉及井下瓦斯检测，具体涉及一种绳驱式瓦斯巡检装置及其使用方法。

背景技术：

1、目前，煤矿开采大多都是在深井下进行，工作环境相对比较恶劣，需要时刻谨防空气中瓦斯与有害物质浓度过高。瓦斯是引发煤矿爆炸事故的主要因素之一，煤矿井下存在大量的可燃瓦斯，如果达到一定浓度并且与空气中的氧气相遇，在火源的作用下，就有可能发生爆炸。通过进行瓦斯浓度检测，可以及时监测瓦斯浓度，预防瓦斯积聚引发的爆炸事故。《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中规定：瓦斯传感器应垂直吊挂，距顶板(顶梁、屋顶)不得大于300mm，距巷道壁(墙壁)不得小于200mm。

2、目前，煤矿井下瓦斯检测主要有三种方式：1、通过人工巡检，由煤矿工作人员手持瓦斯检测仪进行检测。2、在煤矿井下部分区域布设有瓦斯传感器，通过传感器实时监测瓦斯浓度变化。3、通过轨道式瓦斯巡检机器人，此类机器人通常采用在矿井轨道上行驶的方式，配备瓦斯传感器，用于检测煤矿井下的瓦斯浓度。

3、但是，上述三种检测方式存在以下不足：

4、1、人工巡检方式劳动强度大，测得的数据可靠性低，且存在安全风险，尤其是在高瓦斯浓度区域容易发生事故。

5、2、布设瓦斯传感器的方式，虽然可以实现实时监测，但需要大规模布设传感器，成本高，并且对传感器的维护和管理也有一定难度，所以不适合大范围应用。

6、3、轨道式瓦斯巡检机器人方式只能在设置好的轨道上行驶，难以适应复杂多变的矿井地形，需要提前规划好轨道。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种绳驱式瓦斯巡检装置及其使用方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种绳驱式瓦斯巡检装置，包括：底板，与无轨胶轮车连接；伸缩机构，所述伸缩机构安装在所述底板上；气体采集管，所述气体采集管与所述伸缩机构连接，所述伸缩机构能够改变所述气体采集管的采集口的高度；微型真空泵，所述微型真空泵安装在所述底板上，所述微型真空泵的抽气口与所述气体采集管连接；瓦斯传感器，所述瓦斯传感器安装在所述底板上，所述瓦斯传感器与所述微型真空泵的排气口连接。

3、进一步的，所述伸缩机构包括：

4、电动卷扬机，所述电动卷扬机安装在所述底板上；

5、机械臂，所述机械臂安装在所述底板上；

6、钢丝绳，所述钢丝绳的一端与所述电动卷扬机连接，所述钢丝绳的另一端与所述机械臂连接；

7、当所述电动卷扬机启动使得钢丝绳收紧时，所述机械臂能够展开；当所述电动卷扬机启动使得钢丝绳放松时，所述机械臂能够折叠。

8、进一步的，所述机械臂包括：基座、第一节臂、第二节臂、第三节臂、第四节臂、第五节臂和关节组件，所述基座安装在底板上，所述第一节臂、第二节臂、第三节臂、第四节臂、第五节臂之间按顺序通过关节组件连接，所述第一节臂与基座通过关节组件连接。

9、进一步的，还包括：拖链，所述拖链安装在所述机械臂的侧面，所述气体采集管设置在所述拖链内。

10、进一步的，用于连接所述第四节臂和第五节臂的关节组件连接有旋转编码器。

11、进一步的，所述关节组件包括：销轴、滑轮和两个扭簧，所述销轴用于实现节臂与基座的连接以及节臂与节臂之间的连接，所述滑轮安装在销轴上，所述滑轮用于钢丝绳的导向，两个所述扭簧位于滑轮的两侧。

12、进一步的，所述基座上设有限位柱，用于限制所述第一节臂的旋转角度。

13、进一步的，所述伸缩机构还包括：支撑架，所述支撑架固定在底板上，用于支撑折叠状态的机械臂。

14、本发明还提供一种绳驱式瓦斯巡检装置的使用方法，采用所述的绳驱式瓦斯巡检装置，所述方法包括以下步骤：

15、s1、无轨胶轮车行驶到瓦斯检测点并获取该瓦斯检测点处的巷道高度；

16、s2、伸缩机构根据巷道高度展开以将气体采集管的采集口对准瓦斯检测点处的巷道顶部；

17、s3、通过微型真空泵将巷道顶部的瓦斯气体抽下来并输送给瓦斯传感器进行瓦斯浓度检测；

18、s4、检测完毕后，伸缩机构恢复成折叠状态。

19、进一步的，当机械臂处于展开状态时，第一节臂、第二节臂、第三节臂和第四节臂处于竖直状态，第五节臂与第四节臂之间的夹角为α，则机械臂的高度＝第一节臂的长度+第二节臂的长度+第三节臂的长度+第四节臂的长度+第五节臂的长度*sin(α-90°)。

20、本发明的有益效果是，绳驱式瓦斯巡检装置安装在无轨胶轮车上，无轨胶轮车可以在井下巷道内自由行驶，无需设置轨道，可以适应不同的矿井地形，通用性强。伸缩机构可以在展开状态和折叠状态之间切换，并且，伸缩机构处于展开状态时，还可以调整气体采集管的采集口所处的高度，以适应不同的巷道高度。通过微型真空泵和气体采集管可以将巷道顶部处的瓦斯气体抽取下来输送给瓦斯传感器进行测量。本发明的瓦斯巡检装置结构简单、操作便捷。

技术特征：

1.一种绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，所述伸缩机构(2)包括：

3.如权利要求2所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，所述机械臂(22)包括：基座(221)、第一节臂(222)、第二节臂(223)、第三节臂(224)、第四节臂(225)、第五节臂(226)和关节组件(227)，所述基座(221)安装在底板(1)上，所述第一节臂(222)、第二节臂(223)、第三节臂(224)、第四节臂(225)、第五节臂(226)之间按顺序通过关节组件(227)连接，所述第一节臂(222)与基座(221)通过关节组件(227)连接。

4.如权利要求3所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，还包括：拖链(6)，所述拖链(6)安装在所述机械臂(22)的侧面，所述气体采集管(3)设置在所述拖链(6)内。

5.如权利要求3所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，用于连接所述第四节臂(225)和第五节臂(226)的关节组件(227)连接有旋转编码器(7)。

6.如权利要求3所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，所述关节组件(227)包括：销轴(2271)、滑轮(2272)和两个扭簧(2273)，所述销轴(2271)用于实现节臂与基座(221)的连接以及节臂与节臂之间的连接，所述滑轮(2272)安装在销轴(2271)上，所述滑轮(2272)用于钢丝绳(23)的导向，两个所述扭簧(2273)位于滑轮(2272)的两侧。

7.如权利要求3所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，所述基座(221)上设有限位柱(228)，用于限制所述第一节臂(222)的旋转角度。

8.如权利要求2所述的绳驱式瓦斯巡检装置，其特征在于，所述伸缩机构(2)还包括：支撑架(24)，所述支撑架(24)固定在底板(1)上，用于支撑折叠状态的机械臂(22)。

9.一种绳驱式瓦斯巡检装置的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的绳驱式瓦斯巡检装置，所述方法包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的绳驱式瓦斯巡检装置的使用方法，其特征在于，当机械臂(22)处于展开状态时，第一节臂(222)、第二节臂(223)、第三节臂(224)和第四节臂(225)处于竖直状态，第五节臂(226)与第四节臂(225)之间的夹角为α，则机械臂(22)的高度＝第一节臂(222)的长度+第二节臂(223)的长度+第三节臂(224)的长度+第四节臂(225)的长度+第五节臂(226)的长度*sin(α-90°)。

技术总结本发明提供一种绳驱式瓦斯巡检装置及其使用方法，装置包括：底板，与无轨胶轮车连接；伸缩机构，伸缩机构安装在底板上；气体采集管，气体采集管与伸缩机构连接，伸缩机构能够改变气体采集管的采集口的高度；微型真空泵，微型真空泵安装在底板上，微型真空泵的抽气口与气体采集管连接；瓦斯传感器，瓦斯传感器安装在底板上，瓦斯传感器与微型真空泵的排气口连接。绳驱式瓦斯巡检装置安装在无轨胶轮车上，无轨胶轮车可以在井下巷道内自由行驶，无需设置轨道，可以适应不同的矿井地形，通用性强。伸缩机构可以在展开状态和折叠状态之间切换，并且，伸缩机构处于展开状态时，还可以调整气体采集管的采集口所处的高度，以适应不同的巷道高度。技术研发人员：迟海波,陈向飞,周李兵,黄小明,姜振南,高飞,朱晓洁,张健强,徐铭,莫海峰受保护的技术使用者：天地（常州）自动化股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15