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大型動(dòng)力滾筒輸送機(jī)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(jiǎn)單、維修方便、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但在運(yùn)行過(guò)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(méi)有及時(shí)檢測(cè)出來(lái)，將會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致人員傷亡或設(shè)備損壞。因此提高大型動(dòng)力滾筒輸送機(jī)的安全性與可靠性極為重要，運(yùn)用故障預(yù)測(cè)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(cè)其正常工作的時(shí)間長(zhǎng)度；并根據(jù)診斷和預(yù)測(cè)信息等對(duì)輸送機(jī)維修活動(dòng)做出決策。
作為典型的大型機(jī)電系統(tǒng)，動(dòng)力滾筒輸送機(jī)包括驅(qū)動(dòng)裝置、拉緊裝置、裝載裝置、機(jī)架、托輥、滾筒等部分，其輸送距離可達(dá)數(shù)千米。因此，通過(guò)單一傳感信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力滾筒輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的采集。為實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，傳感器需分散布置在各測(cè)點(diǎn)采集不同信號(hào)（加速度、壓力、溫度等），考慮到輸送機(jī)傳輸距離較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)使用自動(dòng)巡檢設(shè)備，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多路傳感信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)故障診、狀態(tài)評(píng)估等目的。
巡檢裝置機(jī)械傳動(dòng)部分：現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)動(dòng)力滾筒輸送機(jī)主要通過(guò)人工定期巡檢的辦法來(lái)進(jìn)行故障的排查。采用人工巡檢時(shí)效率低，錯(cuò)誤率高，一旦出現(xiàn)故障出現(xiàn)而未能監(jiān)測(cè)出將會(huì)造成重大事故。因此考慮采用自動(dòng)巡檢系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行多傳感器的信息采集，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷工作。
巡檢裝置需要沿輸送機(jī)進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，在故障點(diǎn)須能進(jìn)行定位，并反饋位置信息?？紤]到大型帶輸送機(jī)輸送距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，應(yīng)對(duì)巡檢裝置進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳動(dòng)，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(dòng)力源應(yīng)置于裝置外部。整個(gè)傳動(dòng)部分要求簡(jiǎn)單高效，故采用了鋼絲繩牽引的方式進(jìn)行傳動(dòng)。
工作原理如下：驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的摩擦輪通過(guò)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(dòng)力滾筒輸送機(jī)的一旁，另外應(yīng)安裝張緊裝置對(duì)鋼絲繩進(jìn)行張緊。
巡檢裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：對(duì)動(dòng)力源電動(dòng)機(jī)的要求是運(yùn)行穩(wěn)定、易于控制、轉(zhuǎn)速較低即可，因此選用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)摩擦輪上的鋼絲繩，之后通過(guò)與巡檢艙的連接，驅(qū)動(dòng)巡檢艙，最后通過(guò)一個(gè)導(dǎo)向輪實(shí)現(xiàn)一個(gè)閉環(huán)。
巡檢裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)：巡檢艙在監(jiān)測(cè)過(guò)程中由上位機(jī)的信號(hào)控制，并需要實(shí)現(xiàn)較為精確的位置控制。具體為通過(guò)往復(fù)的運(yùn)動(dòng)對(duì)動(dòng)力滾筒輸送機(jī)的每個(gè)托輥進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的采集，在每個(gè)托輥位置停止運(yùn)動(dòng)并能反饋位置信號(hào)。
用過(guò)光電編碼器即可測(cè)得巡檢艙的位置信息，考慮鋼絲繩可能導(dǎo)致的打滑等問(wèn)題，應(yīng)設(shè)置接近開(kāi)關(guān)在每次往返后進(jìn)行誤差消除。
選用了步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器并使用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制。單片機(jī)選用了AVR公司的ATmega16L單片機(jī)，使用其輸出脈沖對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，ATmega16L的快速PWN模式可用來(lái)產(chǎn)生高頻的PWM波形。由于步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器對(duì)脈沖寬度沒(méi)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(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)周期就可以實(shí)時(shí)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(cè)系統(tǒng)：巡檢裝置需要對(duì)動(dòng)力滾筒輸送機(jī)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(cè)并判斷，其內(nèi)部應(yīng)裝有振動(dòng)、溫度、噪聲、煙霧等傳感器?？紤]到運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，重復(fù)監(jiān)測(cè)檢測(cè)次數(shù)多等特點(diǎn)，應(yīng)避免故障診斷及報(bào)警過(guò)程的過(guò)于復(fù)雜，故將數(shù)據(jù)處理過(guò)程以及報(bào)警過(guò)程安排在巡檢裝置內(nèi)部進(jìn)行。
