CN213360179U - 一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，包括车体、设置在车体周侧的防撞机构、设置在车体上的环境探测传感器组、设置在车体内的电机防爆箱、设置在所述电机防爆箱内的驱动电机模块和控制模块、用于与所述控制模块通信的手持终端、以及与所述手持终端通信的脑电信号获取装置。本实用新型通过设置脑电信号获取装置通过脑波对巡检机器人进行控制，使巡检机器人的操控方法更加简单，减少人工培训的成本，同时通过设置所述预警机构和所述缓冲机构实现对车体的双重保护，防止操控者控制不当对巡检机器人造成的损害，能够使巡检机器人在井下矿难发生的复杂环境下安全运行，从而延长巡检机器人的使用寿命，减少人员工作量。
Description
技术领域
本实用新型属于巡检机器人技术领域，具体涉及一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人。
背景技术
目前，煤炭是世界重要的三大能源之一，并且所占比例最高。我国是个产煤大国，保证矿井工作环境的安全是目前煤矿工业迫在眉睫需要解决的问题。井下避险硐室作为矿井事故发生后井下人员的紧急避险场所，其安全性直接关系到矿下作业人员的生命安全。只有对井下烟雾等各类环境条件进行实时掌控，才能使井下避险硐室能在矿难发生时给避难人员提供安全的避难场所，保证避难人员的人身健康。因此，对井下避险硐室进行巡检是非常有必要的。当前，针对井下避险硐室的巡检主要有人工巡检以及巡检机器人巡检两种方式。人工巡检方式存在工作量大，效率低，过分依赖巡检人员经验以及人力资源浪费等问题。而现有的巡检机器人在***操作方面对于井下工作人员来说还稍显复杂，操作不当可能导致机器人撞击障碍物后损坏，无法继续正常工作，因此需要一种操作简单，结构稳固的井下避险硐室巡检机器人。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其结构简单通过设置脑电信号获取装置通过脑波对巡检机器人进行控制，使巡检机器人的操控方法更加简单，减少人工培训的成本，同时通过设置所述预警机构和所述缓冲机构实现对车体的双重保护，防止操控者控制不当对巡检机器人造成的损害，能够使巡检机器人在井下矿难发生的复杂环境下安全运行，从而延长巡检机器人的使用寿命，减少人员工作量。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：包括车体、设置在车体周侧的防撞机构、设置在车体上的环境探测传感器组、设置在车体内的电机防爆箱、设置在所述电机防爆箱内且用于控制车轮的驱动电机模块和用于控制驱动电机模块的控制模块，以及用于与所述控制模块通信的手持终端、设置在手持终端上的色彩视觉刺激器和与所述手持终端通信的脑电信号获取装置；
所述防撞机构包括设置在车体周侧的预警机构和设置在所述预警机构与车体之间的缓冲机构，车体上设置有用于检测所述缓冲机构位移的接近开关；所述预警机构包括多个分布在车体周侧的激光发射接收杆，所述激光发射接收杆包括支撑杆、设置在支撑杆一侧的激光发射器和设置在支撑杆另一侧的激光接收器，一个支撑杆上的激光接收器与相邻另一个支撑杆上的激光发射器配合。
上述的一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：所述控制模块包括控制器以及与控制器连接且用于与手持终端通信的第一无线通信模块；所述环境探测传感器组、驱动电机模块、接近开关和激光接收器均与控制器连接。
上述的一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：所述缓冲机构包括设置在车体周侧的安装架、插设在安装架上且与接近开关配合的滑杆和设置在滑杆远离安装架一端的防撞板，所述滑杆位于安装架与防撞板之间的杆段上套设有弹簧。
上述的一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：所述环境探测传感器组包括图像视频采集机构和烟雾传感器，所述图像视频采集机构包括设置在车体上的支柱和设置在支柱顶部的摄像头，摄像头和烟雾传感器均与控制器连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型利用脑电信号获取装置通过脑波对巡检机器人进行控制，使巡检机器人的操控方法更加简单，减少人工培训的成本，提高井下避险硐室巡检的效率。
2、本实用新型通过设置所述预警机构和所述缓冲机构实现对车体的双重保护，防止操控者控制不当对巡检机器人造成的损害，能够使巡检机器人在井下矿难发生的复杂环境下安全运行，从而延长巡检机器人的使用寿命，减少人员工作量。
3、本实用新型通过设置接近开关对所述缓冲机构的位移进行检测，从而实现对巡检机器人撞击障碍物后的强行停机控制，能够更好的保护车体内部装置及环境探测传感器组，延长其使用寿命，减少机器人的维修频率。
综上所述，本实用新型结构简单，通过设置脑电信号获取装置通过脑波对巡检机器人进行控制，使巡检机器人的操控方法更加简单，减少人工培训的成本，同时通过设置所述预警机构和所述缓冲机构实现对车体的双重保护，防止操控者控制不当对巡检机器人造成的损害，能够使巡检机器人在井下矿难发生的复杂环境下安全运行，从而延长巡检机器人的使用寿命，减少人员工作量。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明:
1-车体； 2-车轮； 3-驱动电机模块；
4-手持终端； 5-色彩视觉刺激器； 6-接近开关；
7-支撑杆； 8-激光发射器； 9-激光接收器；
10-激光束； 11-控制器； 12-第一无线通信模块；
13-安装架； 14-滑杆； 15-防撞板；
16-弹簧； 17-烟雾传感器； 18-支柱；
19-摄像头； 21-脑电信号获取装置； 22-第二无线通信模块。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型包括车体1、设置在车体1周侧的防撞机构、设置在车体1上的环境探测传感器组、设置在车体内的电机防爆箱、设置在所述电机防爆箱内且用于控制车轮2的驱动电机模块3和用于控制驱动电机模块3的控制模块，以及用于与所述控制模块通信的手持终端4、设置在手持终端4上的色彩视觉刺激器5和与所述手持终端4通信的脑电信号获取装置21；
所述防撞机构包括设置在车体1周侧的预警机构和设置在所述预警机构与车体1之间的缓冲机构，车体1上设置有用于检测所述缓冲机构位移的接近开关6；所述预警机构包括多个分布在车体1周侧的激光发射接收杆，所述激光发射接收杆包括支撑杆7、设置在支撑杆7一侧的激光发射器8和设置在支撑杆7另一侧的激光接收器9，一个支撑杆7上的激光接收器9与相邻另一个支撑杆7上的激光发射器8配合。
本实施例中，所述控制模块包括控制器11以及与控制器11连接且用于与手持终端4通信的第一无线通信模块12；所述环境探测传感器组、驱动电机模块3、接近开关6和激光接收器9均与控制器11连接。
本实施例中，所述电机防爆箱参见申请号为201310197339.0的发明专利《一种井下皮带输送机自动巡检***》中的电机防爆箱；所述控制模块集成在控制电路板上；所述手持终端为平板电脑或智能手机，所述控制器11选用STM32F103R8T6控制器，第一无线通信模块12选用SH-HC-05 通信模块，所述接近开关6为磁性接近开关，相对应的激光发射器8和激光接收器9采用型号为E3F-20C1/20L的激光对射光电开关。
需要说明的是，通过设置所述预警机构对车体1行进路线上的障碍物进行预警，当操控者控制不及时使激光束10受到障碍物的遮挡无法达到激光接收器9时，激光接收器9输出信号给控制器11，控制器11接受该信号并传输至手持终端4报警，提醒操控者对车体1另行控制；当所述预警机构报警后操控者仍无法及时控制车体1行进方向时，缓冲机构撞击障碍物起到缓冲作用，同时接近开关6检测到所述缓冲机构的接近后输出信号给控制器11，控制器11控制驱动电机模块3强行使机器人停止运行，防止更大的损伤发生。
本实施例中，所述预警机构设置在所述缓冲机构下侧，可以更好的对摄像头19盲区的障碍物进行预警，保证机器人的正常运行。
需要说明的是，利用脑电信号获取装置通过脑波对巡检机器人进行控制，使巡检机器人的操控方法更加简单，减少人工培训的成本，提高井下避险硐室巡检的效率。
通过设置所述预警机构和所述缓冲机构实现对车体1的双重保护，防止操控者控制不当对巡检机器人造成的损害，能够使巡检机器人在井下矿难发生的复杂环境下安全运行，从而延长巡检机器人的使用寿命，减少人员工作量。
通过设置接近开关6对所述缓冲机构的位移进行检测，从而实现对巡检机器人撞击障碍物后的强行停机控制，能够更好的保护车体内部装置及环境探测传感器组，延长其使用寿命，减少机器人的维修频率。
本实施例中，所述缓冲机构包括设置在车体1周侧的安装架13、插设在安装架13上且与接近开关6配合的滑杆14和设置在滑杆14远离安装架13 一端的防撞板15，所述滑杆位于安装架13与防撞板15之间的杆段上套设有弹簧16。
本实施例中，滑杆14上设置有与接近开关6配合的金属块，弹簧16 用于减震。所述激光发射器8发出的激光束10到车体1侧壁之间的最小距离大于所述防撞板15到车体1侧壁之间的最大距离，使多个激光束10 将所述缓冲机构和所述车体1包围起来，作为障碍物预警的第一道防线。
本实施例中，所述环境探测传感器组包括图像视频采集机构和烟雾传感器17，所述图像视频采集机构包括设置在车体1上的支柱18和设置在支柱 18顶部的摄像头19，摄像头19和烟雾传感器17均与控制器11连接。
本实施例中，所述摄像头19的数量为两个，两个摄像头19用于采集车体1行进方向前后的图像视频，用于对硐室内积水等其他环境因素进行直观的监测，所述摄像头19采用Logitech4k超高清摄像头，保证了图像清晰度；所述烟雾传感器17采用MQ-2型烟雾传感器。摄像头19的监测画面和烟雾传感器17的采集数据均显示在手持终端4上，便于操控者查看。
本实施例中，所述脑电信号获取装置21可采用授权号为 CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的脑电信号获取装置1。
本实施例中，所述脑电信号获取装置21通过第二无线通信模块22与手持终端4通信。
本实施例中，第二无线通信模块22可采用授权号为CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的第一无线通信模块。
本实施例中，手持终端4可采用授权号为CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的计算机2，计算机2为平板电脑或智能手机。
本实施例中，色彩视觉刺激器5可采用授权号为CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的色彩视觉刺激器6。
本实施例中，控制器11可采用授权号为CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的数据处理器3。
本实施例中，驱动电机模块3可采用授权号为CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的轮椅控制电路4。
实际使用时，摄像头19的监测画面和烟雾传感器17的采集数据均显示在手持终端4上，脑电信号获取装置21采集操控者的脑波信息，采用授权号为CN107510555B的发明专利《一种轮椅脑波控制装置及控制方法》中的对轮椅进行脑波控制的方法对车体1进行脑波控制。当操控者控制机器人不及时使激光束10受到障碍物的遮挡无法达到激光接收器9时，激光接收器9输出信号给控制器11，控制器11接受该信号并传输至手持终端4报警，提醒操控者对机器人另行控制；当所述预警机构报警后操控者仍无法及时控制车体 1行进方向时，缓冲机构撞击障碍物起到缓冲作用，同时接近开关6检测到所述缓冲机构的接近后输出信号给控制器11，控制器11强行控制机器人停止运行，防止更大的损伤发生。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：包括车体(1)、设置在车体(1)周侧的防撞机构、设置在车体(1)上的环境探测传感器组、设置在车体内的电机防爆箱、设置在所述电机防爆箱内且用于控制车轮(2)的驱动电机模块(3)和用于控制驱动电机模块(3)的控制模块，以及用于与所述控制模块通信的手持终端(4)、设置在手持终端(4)上的色彩视觉刺激器(5)和与所述手持终端(4)通信的脑电信号获取装置(21)；
所述防撞机构包括设置在车体(1)周侧的预警机构和设置在所述预警机构与车体(1)之间的缓冲机构，车体(1)上设置有用于检测所述缓冲机构位移的接近开关(6)；所述预警机构包括多个分布在车体(1)周侧的激光发射接收杆，所述激光发射接收杆包括支撑杆(7)、设置在支撑杆(7)一侧的激光发射器(8)和设置在支撑杆(7)另一侧的激光接收器(9)，一个支撑杆(7)上的激光接收器(9)与相邻另一个支撑杆(7)上的激光发射器(8)配合。
2.根据权利要求1所述的一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：所述控制模块包括控制器(11)以及与控制器(11)连接且用于与手持终端(4)通信的第一无线通信模块(12)；所述环境探测传感器组、驱动电机模块(3)、接近开关(6)和激光接收器(9)均与控制器(11)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：所述缓冲机构包括设置在车体(1)周侧的安装架(13)、插设在安装架(13)上且与接近开关(6)配合的滑杆(14)和设置在滑杆(14)远离安装架(13)一端的防撞板(15)，所述滑杆位于安装架(13)与防撞板(15)之间的杆段上套设有弹簧(16)。
4.根据权利要求2所述的一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人，其特征在于：所述环境探测传感器组包括图像视频采集机构和烟雾传感器(17)，所述图像视频采集机构包括设置在车体(1)上的支柱(18)和设置在支柱(18)顶部的摄像头(19)，摄像头(19)和烟雾传感器(17)均与控制器(11)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022086833.8U CN213360179U (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202022086833.8U CN213360179U (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202022086833.8U Active CN213360179U (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 一种基于脑波控制的井下避险硐室巡检机器人 |
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| CN (1) | CN213360179U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114170703A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-11 | 鞍钢集团自动化有限公司 | 一种通廊巡检***及激光扫描检测方法 |
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2020
- 2020-09-22 CN CN202022086833.8U patent/CN213360179U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114170703A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-11 | 鞍钢集团自动化有限公司 | 一种通廊巡检***及激光扫描检测方法 |
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