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输煤系统智能巡检机器人技术应用研究

摘要:目前国外以美国和日本等国家的自动化公司发展为代表，机器人技术水平、实

用化程度以及稳定性程度较高，国内由于智能化机器人研究起步晚，目前还有较大差距。

目前国内巡检机器人在采矿、化工、电力行业等行业应用较为广泛，但在火力发电厂输煤

系统应用项目较少，国内相关巡检机器人研发高校与企业对常规巡检功能技术开发较为成

熟，人工智能巡检机器人尚在研发和应用中。智能巡检技术的应用将会大幅改善以上人工

巡检带来的弊端，更大效率提高巡检质量，为设备安全稳定运行和故障预警带来更大的便

捷，大大降低了恶劣环境人工巡检的不安全性。

关键词:输煤系统；机器人；智能巡检

前言

目前国内电厂输煤系统胶带机巡检机器人能够实现视频、音频、热成像、烟雾、粉

尘、气体、温度等现场环境及设备参数的采集和上传功能，基于人工智能巡检机器人能够

实现皮带跑偏量化实时监测与故障预判、皮带撕边实时监测及故障预判、皮带上异物监测

及告警、皮带机侧方撒煤监测及方位告警等相关智能功能，巡检质量更好、巡检效率更

高；电厂长距离管带机巡检机器人技术应用于研究可以填补目前国内技术应用空白；钢丝

带在线监测技术平台与巡检机器人技术平台融合技术，可以实现钢丝皮带在线监测，对管

带机皮带故障预警提供了技术支持，最大程度避免事故发生，延长使用寿命，避免皮带故

障停机带来的经济损失。

一、输煤系统智能巡检技术应用的必要性

目前电厂、煤矿、钢厂等场所带式输送机的巡视和检修工作大部分都依靠人工进行定

时检查、驻点值守，人工巡检容易受到个人经验和情绪、主观意识的影响，受到监测手

段、数据记录、数据分析方面的制约，通常花费大量人力却不能得到有效的数据结果，且

得到的数据难以形成系统性，参考意义不高；当设备有问题不能及时的发现有可能导致问

题扩大化；另一方面在复杂的设备运行环境下多人多频次巡检也会增加人员人身安全的不

确定性。带式输送机自动巡检装置，具有效率高、费用低、实时性好、安全性高等特点，

具有非常重要的实际使用意义。巡检机器人能够完全代替人工巡检，通过对数据的分析，

判断是否存在设备故障以及故障位置，减轻工作人员的劳动强度、降低劳动风险，及时发

现出现的问题，避免事故扩大化，大大降低生产过程中的非正常停机时间，以达到实时、

准确预警的功能。

2.智能巡检机器人布置方式选择

结合输煤系统环境要求和实地考察情况，目前输煤系统智能巡检机器人布置方式有回

程皮带下方布置巡检机器人方式、平行于输煤皮带轨道布置巡检机器人方式（有轨式），

轮式巡检机器人。回程皮带下方布置方式主要应用为托管和皮带监测，对皮带支架等监测

要求不高的应用场景，可以节省投资；有轨式巡检机器人对布置现场巷道截面积有要求，

同时能都实现热成像等较多功能，一次性投资较高；轮式巡检机器人应用于水平巷道，灵

活性较好，能够实现包括声波监测较多功能，可以节省投资，运维简单。

三、输煤智能巡检机器人技术应用研究

3.1基础功能

巡检机器人应外观坚固，井下和粉尘较大的场所使用时防爆等级符合国家标准或行业

标准，巡检机器人的爬坡能力应满足巡检功能要；巡检机器人的最小转弯半径应符合巡检

机器人最小转弯半径，应不大于自身长度的2倍；巡检机器人应具有实时定位功能，同

时采用充电桩无线充电方式进行供电，巡航能力满足巡检路线要求，充电装置可采用分布

式部署或单站式部署，需满足就近充电需求，静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、

工频磁场抗扰度符合国标要求。巡检机器人应具备避撞功能、防跌落功能。巡检机器人应

具有遥控功能。巡检机器人在巡航和作业时，应能与远程监控系统实时传输通信，与监控

系统间的通信传输应采用双冗余设计。巡检机器人应具备自检功能，自检内容应包括通

信、电池、驱动及检测设备等模块的工作状态，发生异常时应报警提示并上传信息。巡检

机器人应具有满足巡检要求的辅助照明功能。

3.2云台功能

巡检机器人的云台性能应满足垂直、水平范围调节：巡检机器人应配备可见光摄像

机：并将图像实时上传至本地监控系统，同时镜头有自清洁功能，具备防雾功能。红外检

测：巡检机器人应配备热红外成像仪，能够对温度进行采集和远传功能，同时支撑单点温

度点测功能。环境信息检测：巡检机器人应能对周围的环境信息进行检测，超出报警阈值

时，应在远程监控系统发出报警，并自动生成记录。实时感知周围环境温度、湿度，采集

周围空气中的氧气及甲烷、一氧化碳含量，对现场出现的热量集