一种用于钻台面清扫的智能小车 |
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| 申请号 | CN202120392260.3 | 申请日 | 2021-02-22 | 公开(公告)号 | CN214497316U | 公开(公告)日 | 2021-10-26 |
| 申请人 | 宏华油气工程技术服务有限公司; | 发明人 | 胡帅; 王伟; 黄明炎; 秦建文; 杨民; 赵永杰; | ||||
| 摘要 | 本实用新型的目的在于提供一种用于钻 台面 清扫的智能小车，其能够自行清洁钻台面，降低人员 风 险、减轻劳动 力 、提高工作时效、减少钻井作业成本、保障现场三标，包括小车本体、视觉检测件、避障 传感器 、控制板和麦轮 电机 ，小车本体的底部设置有麦轮，麦轮连接麦轮电机，视觉检测件设置在小车本体的车头底部，避障传感器分布在小车本体的环侧，视觉检测件和避障传感器的输出端连接到控制板，控制板的输出端连接到麦轮电机。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于钻台面清扫的智能小车，其特征在于，包括小车本体、视觉检测件、避障传感器、控制板和麦轮电机，所述小车本体的底部设置有麦轮，所述麦轮连接所述麦轮电机，所述视觉检测件设置在所述小车本体的车头底部，所述避障传感器分布在所述小车本体的环侧，所述视觉检测件和所述避障传感器的输出端连接到所述控制板，所述控制板的输出端连接到所述麦轮电机。 |
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| 说明书全文 | 一种用于钻台面清扫的智能小车技术领域[0001] 本实用新型涉及钻台面清洁领域，具体而言，涉及一种用于钻台面清扫的智能小车。 背景技术[0002] 在钻井作业现场，钻台面是否干净是影响井口操作人员的工作效率及人身安全的关键因素。根据现场实践经验，总结常见泥浆喷洒情况及原因：1.起钻作业，在钻杆内残留泥浆，当卸下立柱时，存在压差，会从立柱中的下单根中喷洒出来。虽然现场有灌重浆及使用防喷筒阻止泥浆喷洒，但随着起钻长度及起钻时间增加，重浆终会失效。人为使用防喷筒，由于判断不准确会导致两种结果：a.关住了没有泥浆的立柱，降低起钻时效。b.没有关住有泥浆的立柱，泥浆喷洒。2.泥浆倒返，从钻杆内喷出，泥浆密度不均匀或因没灌好钻井液而发生井壁坍塌。3.人为误操作，卸下立柱时顶驱内防喷器未关闭。 [0003] 若采用人工进行台面清洁，具有如下危害：1.喷洒出来的泥浆落在钻台面使得其变得黏滑，难以行走，降低工作失效，增加了井口操作人员遇事故后的逃生风险。2.现场清理主要是用柴油及毛巾，人长时间蹲在钻台上做清扫工作，导致身体血液不能得到很好的循环。柴油及毛巾属于耗材，增加了钻井作业成本。实用新型内容 [0004] 本实用新型的目的在于提供一种用于钻台面清扫的智能小车，其能够降低人员风险、减轻劳动力、提高工作时效、减少钻井作业成本、保障现场三标。 [0005] 本实用新型的实施例是这样实现的： [0006] 一种用于钻台面清扫的智能小车，包括小车本体、视觉检测件、避障传感器、控制板和麦轮电机，小车本体的底部设置有麦轮，麦轮连接麦轮电机，视觉检测件设置在小车本体的车头底部，避障传感器分布在小车本体的环侧，视觉检测件和避障传感器的输出端连接到控制板，控制板的输出端连接到麦轮电机。 [0007] 在本实用新型的较佳实施例中，上述小车本体的车头位置还设置有柴油清扫装置。 [0009] 在本实用新型的较佳实施例中，上述柴油清扫装置包括柴油雾化组件，柴油雾化组件包括柴油存储件、隔离泵、第二锥齿轮轴和出油件，柴油存储件、隔离泵和出油件依次连接，旋刷组件通过第二锥齿轮轴连接到隔离泵对柴油进行加压，出油件朝向旋刷件。 [0010] 在本实用新型的较佳实施例中，上述小车本体上还设置有负压吸扫装置，负压吸扫装置位于旋刷组件和柴油雾化组件的后方。 [0011] 在本实用新型的较佳实施例中，上述小车本体还设置有供电组件，供电组件设置在小车本体的尾部。 [0012] 在本实用新型的较佳实施例中，上述视觉检测件包括CCD相机和与CCD相机连接的相机支架，相机支架连接在柴油存储件上。 [0013] 在本实用新型的较佳实施例中，上述避障传感器包括红外传感器和与红外传感器连接的传感器固定架，传感器固定件与小车本体连接。 [0014] 本实用新型实施例的有益效果是：在本实用新型中的智能小车设置有视觉检测件，用于实时采集钻台面的图像数据，将图像数据传输至控制系统，判定是否存在油基泥污是否进行清扫活动，若有则启动柴油清扫装置喷洒加压的雾化柴油结合旋刷件进行泥污清刷，并使用负压吸扫装置将泥污清扫到小车内，自主完成清扫工作；避障传感器用于在智能小车运行时，检测是否有异物在行驶路径上阻碍到智能小车运行；控制板用于接收控制系统的控制指令，控制智能小车上的各个功能部件有序的进行操作；麦轮电机用于接收行驶指令，控制麦轮运行，从而智能小车能够对钻台面进行自主清扫，降低人员风险减轻劳动力，提高清洁效率。附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0016] 图1为本实用新型实施例的智能小车结构示意图； [0017] 图2为本实用新型实施例的智能小车内部结构示意图； [0018] 图3为本实用新型实施例的柴油清扫装置结构示意图； [0019] 图4为本实用新型实施例的智能小车清扫模式流程图； [0020] 图5为本实用新型实施例的智能小车清扫充电模式流程图。 [0021] 图标：100‑小车本体；200‑视觉检测件；300‑避障传感器；400‑轮电机；410‑麦轮；500‑旋刷组件；510‑旋刷电机件；520‑第一锥齿轮轴；530‑旋刷件；600‑柴油雾化组件；610‑柴油存储件；620‑隔离泵；630‑第二锥齿轮轴；640‑出油件；511‑旋刷电机；512‑联轴器； 531‑锥形刷盘；532‑锥形刷；611‑柴油存储箱；612‑进油软管；641‑出油高压管；642‑雾化喷头；700‑负压吸扫装置；710‑风机总成；720‑防尘网；730‑泥浆存储箱；740‑扁平吸头；110‑电瓶。 具体实施方式[0022] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0023] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 [0024] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0025] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0026] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。 [0027] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0028] 第一实施例 [0029] 请参见图1‑3，本实施例提供一种用于钻台面清扫的智能小车，包括小车本体100、视觉检测件200、避障传感器300、控制板(图未示出)和麦轮电机400，小车本体100的底部设置有麦轮410，麦轮连接麦轮电机400，视觉检测件200设置在小车本体100的车头底部，避障传感器300分布在小车本体100的环侧，视觉检测件200和避障传感器300的输出端连接到控制板，控制板的输出端连接到麦轮电机400。在本实施例中的控制板包括单片机，单片机与控制系统(图未示出)通讯连接。 [0030] 在本实施例中的小车本体100通过麦轮电机400驱动麦轮转动，麦轮电机400接收控制板的指令，控制智能小车的速度和方向；视觉检测件200用于视觉寻迹，随着小车移动实时采集钻台面信息，并将图像信息传输到控制系统；避障传感器300用于检测智能小车的行驶路径上是否存在异物。 [0031] 请参见图4，更为具体的，在本实施例中使用的是视觉检测件200包括CCD相机和与CCD相机连接的相机支架，相机支架连接在柴油存储件上；布置在小车头底部的CCD相机，随着小车移动实时采集钻台面信息，控制系统判断该区域是否有泥浆，若有，则反馈指令给控制板，再由控制板发送指令到柴油清扫装置和负压吸附装置的各个电器件，喷洒出雾化柴油，刷松泥浆，将泥浆吸附到智能小车内；若无泥浆，则小车按照指定轨迹行走。 [0032] 在本实施例中的泥污识别方法包括如下步骤：控制系统预先采集钻台面的原始数据，通过CCD相机采集的实时数据与原始数据进行灰度值匹配，若匹配率大于50％，则由控制系统判断为不需要清扫，匹配率小于50％，则与原始数据差距大，存在泥污，则由控制系统判定为需要清扫，从而将清扫指令下发控制板，控制板进一步控制功能部件操作。 [0033] 更为具体的，在本实施例中的避障传感器300包括红外传感器和与红外传感器连接的传感器固定架，传感器固定件与小车本体100连接。在清扫小车车身周围四个方向，分别布置四个红外传感器，感应周围距离大小，若距离达到设定控制板阈值，控制板会根据反向原则控制四个麦轮电机400转向及转速，并发送警报给值班人员，由值班人员检查障碍物是否存在并搬移，当清洁小车拉远障碍物之间的距离直到大于阈值后，停止2分钟再开始工作。 [0034] 更为具体的，在本实施例中的柴油清扫装置包括旋刷组件500，旋刷组件500包括依次连接的旋刷电机件510、第一锥齿轮轴520和旋刷件530。柴油清扫装置包括柴油雾化组件600，柴油雾化组件600包括柴油存储件610、隔离泵620、第二锥齿轮轴630和出油件640，柴油存储件610、隔离泵620和出油件640依次连接，旋刷组件500通过第二锥齿轮轴630连接到隔离泵620对柴油进行加压，出油件640朝向旋刷件530。 [0035] 更为具体的，旋刷电机件510包括依次连接的旋刷电机511、联轴器512，联轴器512的尾端连接第一锥齿轮轴520。旋刷件530包括依次连接的锥形刷盘531和锥形刷532，锥形刷盘531连接第一锥齿轮轴520，锥形刷532旋转清洗钻台面。雾化喷头的朝向是锥形毛刷的下前方区域，若该区域存在泥浆，首先会喷洒雾化柴油，然后随着小车前移，锥形毛刷旋转刷已喷油区域，将该区域的泥浆刷成稀释状态。锥形毛刷旋转的动力来源于旋刷电机511，旋刷电机511通过联轴器512与第一锥齿轮轴520相连，第一锥齿轮轴520与毛刷盘相连，从而将旋转运动传递到锥形毛刷。 [0036] 更为具体的，柴油存储件610包括依次连接的柴油存储箱611和进油软管612，进油软管612连接隔离泵620。出油件640包括出油高压管641和雾化喷头642，出油高压管641的两端分别连接雾化喷头642和隔离泵620，雾化喷头642朝向旋刷件530。柴油存储容器的柴油通过进油软管612进入到隔离泵620中，由第二锥齿轮轴630传动过来的动力作用于隔离泵620运转，将柴油进行压缩输出，得到的是高压柴油，高压柴油流经出油高压管641、雾化喷头642后就得到雾化柴油。雾化原理：液体经过加压后获得较大的动能，经过小孔后液体将以很大的速度喷射出去，在液体表面张力、粘性及空气阻力相互作用下，液体由滴落、平滑流、波状流向喷雾流逐渐转变。柴油存储箱611上设置有盖体。 [0037] 本实施例还设置有负压吸扫装置700，负压吸扫装置700位于旋刷组件500和柴油雾化组件600的后方。负压吸扫装置700包括从上至下依次连接的风机总成710、防尘网720、泥浆存储箱730和扁平吸头740，泥浆存储箱730和柴油存储箱611连接。多个扁平吸头740排列在泥浆存储箱730下方。随着小车移动，泥浆稀释后的区域由负压吸扫装置700的第一扁平吸头740吸扫，通过外部软管进入泥浆储存容器，为了保证效果，设置第二扁平吸头740重复吸扫。 [0038] 本实施例中的旋刷组件500设置有旋刷电机件510，旋刷电机件510带动第一锥齿轮轴520和旋刷件530转动，将钻台面上的油基泥浆进行清刷，同时在第一锥齿轮轴520上连接有第二锥齿轮轴630，将动力传输到隔离泵620，从而将柴油进行压缩输出，使得出油件640能够喷出高压柴油，配合旋刷组件500，将该区域的泥浆刷成稀释状态，方便负压吸扫装置700将钻台面上的油基泥浆去除。 [0039] 更为具体的，在本实施例中的小车本体100还设置有供电组件，供电组件设置在小车本体100的尾部。供电组件包含电瓶110、电瓶固定架，电瓶固定架将电瓶固定在小车本体100的尾部，方便充电。 [0040] 请参见图5，在小车巡完一圈后，则按原路线返回到原点(充电点)，并自行判断电量是否维持下一次清扫，若可以，则定时器开始4小时到计算。时间到后会自动执行下一次清扫，等待期间可以由操作人员直接开启清扫模式。若电量不足，则发出警报向值班人员，等待充电，充完后会发出警报向值班人员。 [0041] 一种用于钻台面清扫的智能小车控制方法，包括如下步骤： [0042] 运行阶段，由控制板发出指令开启麦轮电机400，智能小车按照系统给定的轨迹运动；视觉检测，CCD相机实时采集钻台面数据，将图像数据传输至智能小车的控制系统，控制系统包括图像数据处理模块，图像数据处理模块判定钻台面是否存在泥浆，若有泥浆，则将信号传输至控制板，控制板控制柴油清扫装置和负压吸扫装置700开启，并持续运行智能小车将油基泥浆清扫干净；异物检测，在运行时使用红外传感器实时感应周围距离大小，若距离超出系统给定的阈值范围，则判定为有异物，控制板将信号传输到控制系统并将警报发送给值班人员，同时控制板控制麦轮电机400调整智能小车的朝向和速度，当值班人员将异物清走并将智能小车拉回路线时，再继续进行清扫工作；待路径行驶完毕后，智能小车按原路径返回原点充电。 [0043] 智能小车控制方法还包括充电维护步骤，智能小车返回原点时，供电组件将实时电量数据传输到控制系统，控制系统判断电量是否能够维持下一次清扫工作；若可以，控制板进行倒计时，时间结束后自行执行下一次清扫工作；若电量不足，控制系统将电量不足信号传输到值班人员等待充电，充电完毕后，控制系统将电量充足信号传输到值班人员等待下一次清扫工作指令触发。 [0044] 综上所述，在本实用新型中的智能小车设置有视觉检测件200，用于实时采集钻台面的图像数据，将图像数据传输至控制系统，判定是否存在油基泥污是否进行清扫活动，若有则启动柴油清扫装置喷洒加压的雾化柴油结合旋刷件530进行泥污清刷，并使用负压吸扫装置700将泥污清扫到小车内，自主完成清扫工作；避障传感器300用于在智能小车运行时，检测是否有异物在行驶路径上阻碍到智能小车运行；控制板用于接收控制系统的控制指令，控制智能小车上的各个功能部件有序的进行操作；麦轮电机400用于接收行驶指令，控制麦轮运行，从而智能小车能够对钻台面进行自主清扫，降低人员风险减轻劳动力，提高清洁效率。 [0045] 本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本实用新型的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本实用新型的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。 [0046] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 |
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