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原文传递煤层瓦斯含量负压定点取样方法

专利名称：	煤层瓦斯含量负压定点取样方法
摘要：	本发明属于煤矿瓦斯检测技术领域，具体地，涉及煤层瓦斯含量负压定点取样方法，包括：利用行走探测单元对井下巷道进行扫描,并将扫描信息以无线通信方式发送给远程控制装置以构建巷道三维空间模型，远程控制装置以无线通信方式对行走探测单元进行遥控；通过远程控制装置在巷道三维空间模型上规划取样路径和取样坐标，并设定取样参数；利用行走取样单元按规划的取样路径进行行走，到达取样坐标后，按远程控制装置设定的取样参数进行钻孔和定点取样，远程控制装置通过无线通信方式对行走取样单元进行遥控。本发明自动化程度高，操作方便，可降低工作人员作业强度并提高工作效率，适宜推广应用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海应用技术大学
发明人：	李辉;张康霖;孔胜利;丁文胜;王国林;吴诗勇
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-21T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202111570523.6
公开号：	CN114235480A
代理机构：	焦作市科彤知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	陈湍南
分类号：	G01N1/08;G01C21/20;G;G01;G01N;G01C;G01N1;G01C21;G01N1/08;G01C21/20
申请人地址：	200235 上海市徐汇区漕宝路120-121号
主权项：	1.煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、利用行走探测单元对井下巷道的地理位置数据、煤层数据和巷道环境数据进行扫描,并将扫描信息以无线通信方式发送给远程控制装置以构建巷道三维空间模型，所述远程控制装置以无线通信方式对行走探测单元进行遥控； S2、通过远程控制装置在巷道三维空间模型上规划取样路径和取样坐标，并设定取样参数； S3、利用行走取样单元按规划的取样路径进行行走，到达取样坐标后，按远程控制装置设定的取样参数进行钻孔和定点取样，所述远程控制装置通过无线通信方式对行走取样单元进行遥控。 2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述远程控制装置包括：中央处理器和分别与所述中央处理器电连接的数据存储装置、第三无线数据收发装置和人机交互装置。 3.根据权利要求2所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述行走探测单元包括第一遥控小车和探测机械臂，所述探测机械臂的底部固定在第一遥控小车上，且探测机械臂的顶部设有探测头，所述探测头包括探测数据处理器、距离传感器、扫描仪、陀螺仪和探测头角度定位控制驱动机构，所述探测头角度定位控制驱动机构至少包括沿左右水平方向为中轴线旋转移动的A坐标旋转驱动机构和沿前后水平方向为中轴线旋转移动的B坐标旋转驱动机构；所述第一遥控小车包括第一无线数据收发装置，并通过第一无线数据收发装置与所述远程控制装置无线通信连接，以实现工作人员控制所述第一遥控小车在井下巷道内行走；所述距离传感器、扫描仪、陀螺仪分别与探测数据处理器电连接，所述探测数据处理器和探测头角度定位控制驱动机构分别与第一无线数据收发装置电连接，远程控制装置可通过第一无线数据收发装置对探测头进行数据收集和角度控制。 4.根据权利要求3所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述行走取样单元包括第二遥控小车、钻孔机械臂和负压取样装置，所述钻孔机械臂的底部固定在第二遥控小车上，所述钻孔机械臂包括钻孔机械臂驱动机构，钻孔机械臂驱动机构包括控制钻孔机械臂左右水平方向移动的X坐标驱动机构、控制钻孔机械臂前后水平方向移动的Y坐标驱动机构、控制钻孔机械臂竖直方向移动的Z坐标驱动机构、沿左右水平方向为中轴线旋转移动的C坐标旋转驱动机构和沿前后水平方向为中轴线旋转移动的D坐标旋转驱动机构；所述钻孔机械臂的顶端设置有钻孔装置，所述第二小车上还设有第二无线数据收发装置，并通过第二无线数据收发装置与所述远程控制装置无线通信连接，以实现工作人员控制所述第二遥控小车在井下巷道内沿预设的取样路径和取样参数进行行走和取样，所述钻孔机械臂驱动机构与第二无线数据收发装置电连接，所述远程控制装置可通过无线数据收发装置对钻孔机械臂上的钻孔装置的位置进行精确调整。 5.根据权利要求4所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述钻孔装置包括防爆电机和中空钻杆，所述中空钻杆与防爆电机的输出轴转动连接，所述中空钻杆的前端安装有钻头，中空钻杆的钻头端设有第一风口，所述中空钻杆靠近防爆电机端设有第二风口，所述防爆电机的壳体上通过支架连接有环形风罩，所述环形风罩套接在中空钻杆的第二风口外且与中空钻杆转动且密封连接，所述环形风罩上连接有压风软管和取样软管，所述压风软管和取样软管上分别设有压风电磁阀和取样电磁阀，所述压风电磁阀和取样电磁阀均为防爆电磁阀，所述负压取样装置包括设于第二遥控小车上的压风机和煤样采集器，所述压风机的出气端与压风软管相连接，所述煤样采集器的采样口与取样软管相连接，且煤样采集器的出气口连接有负压泵，所述防爆电机、压风电磁阀、取样电磁阀、压风机、负压泵分别与第二无线数据收发装置电连接，所述远程控制装置可通过第二无线数据收发装置对钻孔装置和负压取样装置进行远程控制。 6.根据权利要求4所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述第一遥控小车和第二遥控小车的行走机构均采用全地形履带行走机构。 7.根据权利要求2所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述人机交互装置包括触摸显示屏。 8.根据权利要求1～7中任一项所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述行走探测单元、远程控制装置和行走取样单元分别设有电源装置，所述电源装置包括储电器和充电器。 9.根据权利要求8所述的煤层瓦斯含量负压定点取样方法，其特征在于：所述井下巷道内还设有无线数据中继器，所述行走探测单元、行走取样单元均可通过无线数据中继器与远程控制装置实现无线通信连接。
所属类别：	发明专利