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大型動力滾筒輸送機廣泛地應(yīng)用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門，具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、通用性強等優(yōu)點，但在運行過程中可能出現(xiàn)跑偏、打滑、撕裂、斷帶、堆料等故障，一旦這些故障沒有及時檢測出來，將會造成經(jīng)濟損失，甚至導(dǎo)致人員傷亡或設(shè)備損壞。因此提高大型動力滾筒輸送機的安全性與可靠性極為重要，運用故障預(yù)測技術(shù)預(yù)先診斷關(guān)鍵部件或子系統(tǒng)的功能狀態(tài)，并預(yù)測其正常工作的時間長度；并根據(jù)診斷和預(yù)測信息等對輸送機維修活動做出決策。
作為典型的大型機電系統(tǒng)，動力滾筒輸送機包括驅(qū)動裝置、拉緊裝置、裝載裝置、機架、托輥、滾筒等部分，其輸送距離可達(dá)數(shù)千米。因此，通過單一傳感信號無法實現(xiàn)對動力滾筒輸送機運行狀態(tài)的采集。為實現(xiàn)對其有效的狀態(tài)監(jiān)測，傳感器需分散布置在各測點采集不同信號（加速度、壓力、溫度等），考慮到輸送機傳輸距離較長，設(shè)計使用自動巡檢設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多路傳感信號的遠(yuǎn)程傳輸，實現(xiàn)故障診、狀態(tài)評估等目的。
巡檢裝置機械傳動部分：現(xiàn)階段國內(nèi)動力滾筒輸送機主要通過人工定期巡檢的辦法來進(jìn)行故障的排查。采用人工巡檢時效率低，錯誤率高，一旦出現(xiàn)故障出現(xiàn)而未能監(jiān)測出將會造成重大事故。因此考慮采用自動巡檢系統(tǒng)來進(jìn)行多傳感器的信息采集，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作。
巡檢裝置需要沿輸送機進(jìn)行往返運動以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，在故障點須能進(jìn)行定位，并反饋位置信息?？紤]到大型帶輸送機輸送距離遠(yuǎn)的特點，應(yīng)對巡檢裝置進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳動，而巡檢裝置本身的供電狀況比較差并要求其質(zhì)量應(yīng)盡可能的小，所以動力源應(yīng)置于裝置外部。整個傳動部分要求簡單高效，故采用了鋼絲繩牽引的方式進(jìn)行傳動。
工作原理如下：驅(qū)動電機1的摩擦輪通過鋼絲繩5與巡檢裝置4連接，巡檢裝置吊在軌道2上，軌道固定在動力滾筒輸送機的一旁，另外應(yīng)安裝張緊裝置對鋼絲繩進(jìn)行張緊。
巡檢裝置的驅(qū)動系統(tǒng)：對動力源電動機的要求是運行穩(wěn)定、易于控制、轉(zhuǎn)速較低即可，因此選用步進(jìn)電機作為驅(qū)動電機。步進(jìn)電機帶動摩擦輪上的鋼絲繩，之后通過與巡檢艙的連接，驅(qū)動巡檢艙，最后通過一個導(dǎo)向輪實現(xiàn)一個閉環(huán)。
巡檢裝置的自動控制系統(tǒng)：巡檢艙在監(jiān)測過程中由上位機的信號控制，并需要實現(xiàn)較為精確的位置控制。具體為通過往復(fù)的運動對動力滾筒輸送機的每個托輥進(jìn)行運行狀態(tài)的采集，在每個托輥位置停止運動并能反饋位置信號。
用過光電編碼器即可測得巡檢艙的位置信息，考慮鋼絲繩可能導(dǎo)致的打滑等問題，應(yīng)設(shè)置接近開關(guān)在每次往返后進(jìn)行誤差消除。
選用了步進(jìn)電機細(xì)分驅(qū)動器并使用單片機對其進(jìn)行控制。單片機選用了AVR公司的ATmega16L單片機，使用其輸出脈沖對步進(jìn)電機進(jìn)行控制，ATmega16L的快速PWN模式可用來產(chǎn)生高頻的PWM波形。由于步進(jìn)電機細(xì)分驅(qū)動器對脈沖寬度沒有要求，因此將快速PWM模式設(shè)定為方波輸出，在中斷程序中修改計數(shù)器的計數(shù)周期就可以實時改變方波輸出頻率。
其系統(tǒng)控制框圖如下，巡檢裝置的傳感監(jiān)測系統(tǒng)：巡檢裝置需要對動力滾筒輸送機可能存在的跑偏、打滑、撕裂、斷帶、火災(zāi)等故障進(jìn)行監(jiān)測并判斷，其內(nèi)部應(yīng)裝有振動、溫度、噪聲、煙霧等傳感器?？紤]到運行時間長，重復(fù)監(jiān)測檢測次數(shù)多等特點，應(yīng)避免故障診斷及報警過程的過于復(fù)雜，故將數(shù)據(jù)處理過程以及報警過程安排在巡檢裝置內(nèi)部進(jìn)行。
