一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，属于电气自动化智能控制技术领域。


背景技术：

2.梅山矿业公司为井下铁矿石开采企业，井下运输工作主要通过人工操作驾驶，四列电机车负责不同水平托运工作材料工具，两列电机车负责接收矿石送至卸矿线卸矿，两列电机车负责井下人员输送工作。井下电机车行驶路线路况各不相同，在电机车行驶过程无法肉眼提前判断预测观察较远距离路况现状，随着智慧化矿山的推进对井下电机车均已改装可以实现电机车自动的行驶。但是目前始终无法实现电机井下路况自动实施监控，无法实现障碍物预警检测反馈制动，也无法远程控制车辆状态，所以我们需要为电机车提供一双眼睛和神经系统来实现远程监控检测控制。
3.所以目前急需一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，实现井下路况反馈、车辆周边探查，以及特殊情况下的制动报警反馈，根据系统报警实现远程人工制动和车辆程序自动制动双重保护，确保井下电机车自动驾驶行驶路线的安全。


技术实现要素：

4.本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，该技术方案对车辆行驶状态实施监控检测，对行驶方向现360度无死角监控，对车辆行驶过程或启动周边全方位视屏反馈，对车辆前方障碍物提前预警反馈，车辆速度实时监测更新数据传输置远程控制室等一系列的措施，以解决现有技术中存在的问题。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，所述控制系统包括车载控制器、摄像头、车载雷达探测器、标签应答器、速度位移传感器、误差消除传感器、极限位置传感器以及电机车定位盒，车载控制器上排usb连接端口从左到右依次分别通过数据线与标签应答器、速度位移传感器、第一车载雷达探测器、第二车载雷达探测器、第三车载雷达探测器、误差消除传感器、极限位置传感器、电机车定位盒上的端口旋装连接；车载控制器下排usb连接端口从左到右依次分别通过数据线与前端左侧摄像头、前端右侧摄像头、前端摄像头、后端摄像头、左后方摄像头、右后方摄像头上的端口旋装连接。
6.其中，车载控制器通过螺栓固定在电机车上方专用支架上，
7.其中，所述速度位移传感器即光电编码器，安装在机车的车轴外侧，随车轮转动产生脉冲信号，车载主机采集脉冲并计算，得到机车的即时行驶速度和准确的位移信息。
8.其中，误差消除传感器安装在机车车头的底部侧面，外形很小，和误差消除反光板配套使用，反光板钉在巷道墙壁上。
9.其中，所述标签应答器通过应答器底座安装孔使用螺栓将标签应答器固定在电机车上方预留固定底座位置，采用软件、可控气阀及相应的机械传动机构，实现机车受电弓的
自动升降控制，改变了机车驾驶员手动拉绳子降弓的操作方式。
10.其中，摄像头电机车车头、车尾上方四个拐角分别打孔，使用螺栓安装固定两组前端左侧摄像头、前端右侧摄像头和左后方摄像头、右后方摄像头，监控车辆前、后方路况，车辆上方前、后各安装一个前端摄像头、后端摄像头，用于监控前后方顶板和接电线。
11.其中，车载雷达探测器，在机车车头下方横梁钻孔安装分别安装第一车载雷达探测器、第二车载雷达探测器、第三车载雷达探测器，用于检测车辆前方障碍物。
12.相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案对车辆行驶状态实施监控检测，对行驶方向现360度无死角监控，对车辆行驶过程或启动周边全方位视屏反馈，对车辆前方障碍物提前预警反馈，车辆速度实时监测更新数据传输置远程控制室等一系列的措施，
13.该方案中车载控制器：将采集到的数据和信息发送给控制中心，采集主要包括运行速度、运行方向、障碍物检测、故障、电机电流、各种运行状态等数据，并且与控制中心系统通讯，进行数据交换；
14.速度位移传感器：即光电编码器，安装在机车的车轴外侧，随车轮转动产生脉冲信号，车载主机采集脉冲并计算，得到机车的即时行驶速度和准确的位移信息；
15.误差消除传感器：传感器安装在机车车头的底部侧面，外形很小，和误差消除反光板配套使用。反光板钉在巷道墙壁上。车载主机采集传感器信号，得到机车的精确“点”的信息。此处“点”的信息计算机系统可设定其为坐标“零点”。当机车行驶过此位置时，消除编码器累计误差或到达尽头位置停车；
16.标签应答器：采用软件、可控气阀及相应的机械传动机构，实现机车受电弓的自动升降控制，改变了机车驾驶员手动拉绳子降弓的操作方式。实现车辆更能适应现场动力电接触网，保障机车稳定运行。在紧急情况下，可对架空线实施断电处理，以使分区内的全部机车停止运行，但恢复供电需人工处理，原则上不允许通过控制系统远程供电。在部分确需强制受电弓受电时可通过转换开关进行强制升弓；
17.摄像头：多个摄像头安装电机车身不同位置角度，实现车辆周边实时监控，通过远程操控室实现现场状况预判；
18.车载雷达：机车车头安装雷达，当前方有障碍物时会及时报警，通过车载控制器反馈至远程控制室系统自动报警，车辆自动停车，操控人员根据监控视屏判断现场动态，及时采取措施解决问题，重启车辆自动系统。
附图说明
19.图1：电机车无人驾驶监控检测控制系统；
20.图2：电机车自动驾驶流程系统图。
21.图中：1、车载控制器；2、标签应答器；3、速度位移传感器；4、第一车载雷达探测器；5、第二车载雷达探测器；6、第三车载雷达探测器；7、误差消除传感器；8、极限位置传感器；9、电机车定位盒；10、前端左侧摄像头；11、前端右侧摄像头；12、前端摄像头；13、后端摄像头；14、左后方摄像头；15、右后方摄像头。
具体实施方式
22.为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
23.实施例1：参见图1，一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，所述控制系统包括车载控制器1、摄像头、车载雷达探测器4～6、标签应答器2、速度位移传感器3、误差消除传感器7、极限位置传感器8以及电机车定位盒9，车载控制器1上排usb连接端口从左到右依次分别通过数据线与标签应答器2、速度位移传感器3、第一车载雷达探测器4、第二车载雷达探测器5、第三车载雷达探测器6、误差消除传感器7、极限位置传感器8、电机车定位盒9上的端口旋装连接；车载控制器1下排usb连接端口从左到右依次分别通过数据线与前端左侧摄像头10、前端右侧摄像头11、前端摄像头12、后端摄像头13、左后方摄像头14、右后方摄像头15上的端口旋装连接。
24.其中，车载控制器1通过螺栓固定在电机车上方专用支架上，
25.其中，所述速度位移传感器3即光电编码器，安装在机车的车轴外侧，随车轮转动产生脉冲信号，车载主机采集脉冲并计算，得到机车的即时行驶速度和准确的位移信息。
26.其中，误差消除传感器7安装在机车车头的底部侧面，外形很小，和误差消除反光板配套使用，反光板钉在巷道墙壁上。
27.其中，所述标签应答器2通过应答器底座安装孔使用螺栓将标签应答器2固定在电机车上方预留固定底座位置，采用软件、可控气阀及相应的机械传动机构，实现机车受电弓的自动升降控制，改变了机车驾驶员手动拉绳子降弓的操作方式。
28.其中，摄像头电机车车头、车尾上方四个拐角分别打孔，使用螺栓安装固定两组前端左侧摄像头10、前端右侧摄像头11和左后方摄像头14、右后方摄像头15，监控车辆前、后方路况，车辆上方前、后各安装一个前端摄像头12、后端摄像头13，用于监控前后方顶板和接电线。
29.其中，车载雷达4～6：在机车车头下方横梁钻孔安装三个雷达，用于检测车辆前方障碍物。如图所示车载控制器1控制的有无线通讯、车辆状态检测、车辆定位方向、安全保护、短距离雷达测距、障碍物识别、视频监视、阀门开关、气压系统、电力系统。车辆状态检测的主要有变矩器状态、电机状态、通讯状态、气路状态、速度检测。阀门开关主要有气路、电磁阀、减速、制动的总阀。气压系统主要控制转向和电机；电力系统主要有照明、报警器、车载变矩器。
30.具体工作原理：
31.如图1所示：电机车无人驾驶监控检测控制系统，车载控制器1将采集到的数据和信息发送给控制中心，采集主要包括运行速度、运行方向、障碍物检测、故障、电机电流、各种运行状态等数据，并且与控制中心系统通讯，进行数据交换。
32.速度和位移传感器3随车轮转动产生脉冲信号，车载主机采集脉冲并计算，得到机车的即时行驶速度和准确的位移信息。
33.误差消除传感器7采集传感器信号，得到机车的精确“点”的信息。此处“点”的信息计算机系统可设定其为坐标“零点”。当机车行驶过此位置时，消除编码器累计误差或到达尽头位置停车。
34.标签应答器2实现机车受电弓的自动升降控制，改变了机车驾驶员手动拉绳子降弓的操作方式。实现车辆更能适应现场动力电接触网，保障机车稳定运行。在紧急情况下，
可对架空线实施断电处理，以使分区内的全部机车停止运行，但恢复供电需人工处理，原则上不允许通过控制系统远程供电。在部分确需强制受电弓受电时可通过转换开关进行强制升弓。
35.摄像头10～15：多个摄像头安装电机车身不同位置角度，实现车辆周边实时监控，通过远程操控室实现现场状况预判。
36.车载雷达探测器4～6：机车车头安装雷达，当前方有障碍物时会及时报警，通过车载控制器反馈至远程控制室系统自动报警，车辆自动停车，操控人员根据监控视屏判断现场动态，及时采取措施解决问题，重启车辆自动系统。
37.需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

技术特征：
1.一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，所述控制系统包括车载控制器、摄像头、车载雷达探测器、标签应答器、速度位移传感器、误差消除传感器、极限位置传感器以及电机车定位盒，车载控制器上排usb连接端口从左到右依次分别通过数据线与标签应答器、速度位移传感器、第一车载雷达探测器、第二车载雷达探测器、第三车载雷达探测器、误差消除传感器、极限位置传感器、电机车定位盒上的端口旋装连接；车载控制器下排usb连接端口从左到右依次分别通过数据线与前端左侧摄像头、前端右侧摄像头、前端摄像头、后端摄像头、左后方摄像头、右后方摄像头上的端口旋装连接。2.根据权利要求1所述的井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，车载控制器(1)通过螺栓固定在电机车上方专用支架上。3.根据权利要求2所述的井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，所述速度位移传感器(3)即光电编码器，安装在机车的车轴外侧，随车轮转动产生脉冲信号，车载主机采集脉冲并计算，得到机车的即时行驶速度和准确的位移信息。4.根据权利要求3所述的井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，误差消除传感器(7)安装在机车车头的底部侧面，和误差消除反光板配套使用，反光板钉在巷道墙壁上。5.根据权利要求3或4所述的井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，所述标签应答器(2)通过应答器底座安装孔使用螺栓将标签应答器(2)固定在电机车上方预留固定底座位置，采用软件、可控气阀及相应的机械传动机构，实现机车受电弓的自动升降控制。6.根据权利要求5所述的井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，摄像头电机车车头、车尾上方四个拐角分别打孔，使用螺栓安装固定两组前端左侧摄像头(10)、前端右侧摄像头(11)和左后方摄像头(14)、右后方摄像头(15)，监控车辆前、后方路况，车辆上方前、后各安装一个前端摄像头(12)、后端摄像头(13)，用于监控前后方顶板和接电线。7.根据权利要求6所述的井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，其特征在于，车载雷达探测器，在机车车头下方横梁钻孔安装分别安装第一车载雷达探测器、第二车载雷达探测器、第三车载雷达探测器，用于检测车辆前方障碍物。

技术总结
本发明涉及一种井下电机车无人驾驶监控检测控制系统，所述控制系统包括车载控制器、摄像头、车载雷达探测器、标签应答器、速度位移传感器、误差消除传感器、极限位置传感器以及电机车定位盒，车载控制器上排USB连接端口从左到右依次分别通过数据线与标签应答器、速度位移传感器、第一车载雷达探测器、第二车载雷达探测器、第三车载雷达探测器、误差消除传感器、极限位置传感器、电机车定位盒上的端口旋装连接；车载控制器下排USB连接端口从左到右依次分别通过数据线与前端左侧摄像头、前端右侧摄像头、前端摄像头、后端摄像头、左后方摄像头、右后方摄像头上的端口旋装连接。右后方摄像头上的端口旋装连接。右后方摄像头上的端口旋装连接。


技术研发人员：徐志强 陆永 潘茂军 吕天翔 徐鸿露 曹修华 吴雅靓 李裕海
受保护的技术使用者：南京宝地梅山产城发展有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/7/12