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随着国家八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》出台，煤矿智能化进入前所未有的快速发展阶段，近期看到不少企业在宣传自己的胶带输送机巡检机器人，在此搜罗了一些典型产品及其专利技术与大家分享。
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图1几款典型胶带输送机巡检机器人
1、中信重工开诚智能装备唐山开诚机器人制造有限公司的ZL.0《煤矿井下胶带运输机巡视机器人》，本实用新型公开了一种煤矿井下胶带运输机巡视机器人。它包括煤矿井下胶带运输机巡视机器人本体，其特征在于：在机器人本体上安装用于胶带运输机的运行参数监测设备，温度传感器、烟雾传感器、影像传感器和甲烷传感器；以及带动整个煤矿井下胶带运输机巡视机器人沿着胶带机上方运行的带光纤的驱动钢丝绳、电滚筒、光纤滑环、防爆驱动电机、转速传感器、控制显示台、转向轮、托举轮。
图2开诚公司胶带输送机巡视机器人结构图
中信重工开诚智能装备有限公司的ZL.5《一种矿用皮带检测装置》，包括机器人本体、传动系统、控制系统和通讯系统，机器人本体在柔性传动系统的作用下，能够实现从皮带运输机机头到机尾的全线范围内的移动巡检，解决了由于地压变形造成行走失效的关键性难题，能够连续采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及故障位置，适用于对平运皮带机、上运皮带机和下运皮带机的自动巡检，具有终点自动换向、限位停止、定点校正等功能，该装置体积小、结构紧凑、运行平稳，不影响巷道内的正常行人和皮带机的检修工作。
图中信重工开诚智能装备公司的矿用皮带检测装置图
中信重工开诚智能装备公司的裴文良、张树生、岑强、饶毅等的《轨道式巡检机器人系统设计与应用》，论文详细介绍了轨道式巡检机器人系统的硬件组成，讨论了巡检机器人数据采集系统的功能与结构，介绍了控制系统的软件设计方法。叙述了一种巡检机器人用充电器闭锁装置，它可以对井下机器人进行充电，延长工作时间。该机器人系统可以取代人工检测、能及时发现故障，为带式输送机和其他设备的安全运行提供了可靠的保障。为了减少监测设备的投入、降低成本，同时达到对矿井带式输送机等设备的全面监控，开发了一种轨道式巡检机器人系统，该系统是集自动化、传感器、计算机、网络通信为一体的自动监控系统。
轨道式巡检机器人系统主要由驱动装置、供电装置、检测装置、自动充电插座装置和自动充电插头装置组成，驱动装置与轨道对中布置，供电装置与自动充电插座装置分别置于驱动装置的两侧，检测装置安装于整个系统的最底部，如图4（a）所示。巡检机器人驱动装置包括驱动轮、支撑轮、导向轮、驱动支架及夹紧机构，驱动轮、支撑轮及导向轮分别在驱动支架左右对称布置，驱动支架上布置有夹紧螺杆，其相对驱动支架对称布置。夹紧机构主要由夹紧臂、压缩弹簧、螺母及夹紧螺杆组成，驱动轮固定于夹紧臂上，夹紧臂的一端铰接于驱动支架上，另一端作为摆动端通过螺母安装于夹紧螺杆上，调节螺母，挤压压缩弹簧，使得对称布置的驱动轮实现相互夹紧的目的，如图4（b）所示。
1-驱动装置；2-万向联轴器；-供电装置；4-轨道；5-传感器；6-检测装置；7-自动充电插座装置；8-摄像机；9-自动充电插头装置
（a）硬件组成
1-驱动轮；2-支撑轮；-导向轮；4-驱动支架；5-夹紧臂；6-压缩弹簧；7-螺母；8-夹紧螺杆
（b）驱动及夹紧装置
（c）数据采集系统
图4轨道式巡检机器人及其系统图
巡检机器人检测装置内包含有驱动电机，该驱动电机通过万向联轴器将动力传递给驱动装置，使得驱动轮转动。检测装置上安装速度、温度、烟雾、撕裂等传感器，可以对带式输送机进行全程实时监测监控。
轨道式巡检机器人装置的数据采集系统如图4（c）所示，包括电池、电源稳压单元、控制单元、电机、温度传感器、烟雾传感器、摄像机、声音传感器、数据处理器、交换机、无线终端。控制单元负责控制数据采集，信息的发送与接收，电源稳压单元将电源电压转换为设备所需的电压，分别为数据处理器、无线终端、交换机提供电源，稳压单元的输出端还与探测元件相连，为其提供稳压电源。数据处理器是数据采集系统的核心，用于采集、处理各传感器所检测数据。数据处理器的输入端连接有温度传感器、烟雾传感器、声音传感器、摄像机1、摄像机2。数据处理器将采集的数据进行压缩处理后通过交换机传递给无线终端，无线终端通过天线将压缩后的数据发送给控制终端。
研发了一种机器人充电器闭锁装置，该装置包括防爆充电箱和电缆连接器，机器人与防爆充电箱通过电缆连接器相连，电缆连接器由插座和插头2部分组成，插座部分装有一闭锁机构，闭锁机构包括中心转轴、转轴拨块和旋转开关，插座外壳的凹槽上设置有定位槽、轴向滑槽与环状卡槽；插头部分装有插头外壳和插头接线柱，插头外壳的外壁上设置有轴向滑块与定位挡块；插头部分插入插座部分后对插头部分进行旋转操作，插头接线柱和插座接线柱实现对接，此时电源自动接通，插座部分和插头部分通过轴向滑块和轴向滑槽锁住联为一体，实现闭锁功能。图5为充电器闭锁装置的充电系统原理图。在机器人上装有蓄电池腔体，插座部分安装在蓄电池腔体的一端面上，防爆充电箱设有控制腔和接线腔，插头部分则固定在接线腔的一端面上。蓄电池腔体包括蓄电池、电源模块、真空继电器1、真空继电器2，真空继电器1、真空继电器2置于闭锁机构的输出端，真空继电器1和真空继电器2并联连接。控制腔内包括真空继电器、真空继电器4和充电器。真空继电器、真空继电器4置于充电器的输出端，真空继电器和真空继电器4并联连接。
真空继电器1、真空继电器2与真空继电器、真空继电器4相互之间可以联锁动作。闭锁机构具有个触发挡位。当闭锁机构处于0位时，蓄电池处于空载状态，真空继电器停止工作，负载亦停止工作；当闭锁机构处于1位时，蓄电池处于充电状态，真空继电器工作，蓄电池开始充电；当闭锁机构处于2位时，蓄电池对负载进行供电。
图5轨道式巡检机器人充电闭锁装置原理图
2、中国矿业大学中国矿业大学的ZL.9《一种带式输送机巡检系统的充电系统及方法》，适用于提供带式输送机巡检系统内各监测单元件运行所需的电量，主要包括实时充电单元和起始端充电单元。实时充电单元包括增速器发电机、充电电池、滚轮、转轴、轴承及轴承支座；起始端充电单元主要包括固定充电桩、支撑架和电磁铁。本发明在充分考虑带式输送机巡检系统正常运行的基础上，建立一套实现带式输送机巡检系统内各监测元件平稳、长时间运行的充电系统，延长带式输送机巡检系统续航能力，降低人工充电工作量。
图6中国矿业大学带式巡检系统的充电系统图
图中：1-行程开关；2-电磁铁控制开关；-增速器发电机；4-充电电池；5-无线信号收发器；6-带式输送机巡检仓箱体；7-导轨；8-滚轮。
、中国神华能源股份中国神华能源股份有限公司和神华神东煤炭集团有限责任公司的ZL.2《煤矿带式输送机巡检系统》与《煤矿井下胶带运输机巡视机器人》类似，采用固定设置于带式输送机上方的轨道，利用视频监控器获取带式输送机工作状态的视频信息，将视频监控器通过滑动装置设置于轨道上，在滑动装置的带动下沿轨道移动。信号收发器接收视频监控器发送的带式输送机工作状态的视频信息，并将视频信息发送至地面主机。
图7神华神东带式输送机巡视系统结构图
4、天津华宁电子天津华宁电子有限公司和兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿共同申请的ZL.0《一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置》，包括移动端组件和固定端组件，移动端组件可沿导轨向固定端组件方向往复移动，移动端组件靠近固定端组件的一端设有电极插座，固定端组件靠近移动端组件的一端设有电极固定座，电极固定座上设有与电极插座匹配设置的电极插头，电极插头与电极插座的外圈设有隔爆组件；隔爆组件包括锁紧套和固定套，锁紧套设在移动端组件靠近固定端组件的一端且设在电极插座的外圈，固定套设在固定端组件靠近移动端组件的一端且设在电极插头的外圈，锁紧套与固定套之间可拆卸式固定连接。本发明具有隔爆功能，安全性高，而且可实现自动充电，自动断电，提高煤矿井下自动化程度。
图8天津华宁电子有限公司的井下巡检机器人自动充电装置图
5、深圳市朗驰欣创科技深圳市朗驰欣创科技股份有限公司的ZL.0《轨道巡检机器人行走机构》，包括具有中空内腔的导轨，内腔中设有主动机构和从动机构，主动机构包括主动固定架、主动轴、主动轮及驱动组件，从动机构包括从动固定架、从动轴及从动轮。由于主动机构及从动机构均设于内腔中，其主动轮、主动轴、驱动组件、从动轮及从动轴均受到导轨的保护作用，降低各部件受损的可能性。使用时，启动驱动组件，巡检机器人将在主动轮的作用下，沿导轨前进，同时，带动从动轮沿导轨滑动，相比较现有驱动机构采用两个驱动轮同侧驱动的方式而言，其两个主动轮同一个主动轴驱动，两主动轮同步容易，不易出现打滑的情况，避免了左右轮子磨损不均匀的情况，降低维护成本。
（a）巡检机器人样机及其与轨道连接示意
（b）两种轨道结构示意
图9深圳朗驰欣创公司轨道巡检机器人行走机构图
6、后记随着煤矿智能化的全面展开，越来越多的公司进入煤炭行业，开始生产各种巡检机器人，现在煤矿井下巡检机器人发展仍然面临电池容量限制、井下充电限制等几项关键技术需要突破，希望在不久的将来，能够看到这些技术瓶颈被一一突破，希望煤矿智能机器人时代早日来临！
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