一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置的制作方法

1.本发明属于矿山控制技术领域，具体涉及一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置。


背景技术：

2.当前，随着地下矿山的大规模开采,矿石运输到地表主要是带式运输。但带式运输有其局限性，不可随意移动是其最大的障碍。目前常用的是有轨电机车到各个装矿点进行装矿，然后运输至指定区域进行集中破碎后再由胶带运输至地表。随着时代的发展，各项技术的日趋成熟，机械化换人，智能化减人是趋势，越来越多的矿山采用了电机车无人驾驶技术。但该项技术相对矿山建设来说是发展比较晚，所以目前大部分矿山电机车无人驾驶都是以改造居多，并且建设初衷就只是满足人工现场驾驶。但改造成无人驾驶后的配套设施、轨道的转弯半径、坡度等质量参差不齐。
3.因此，针对上述改造成无人驾驶后的配套设施、轨道的转弯半径、坡度等质量参差不齐的技术问题缺陷；急需设计和开发一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置；本发明的目的是这样实现的：所述装置包括无人驾驶电机车本体，所述无人驾驶电机车的前端和后端分别相应的安装有第一车速采集器、第二车速采集器；根据所述第一车速采集器和第二车速采集器采集的速度，通过所述无人驾驶电机车设置的防滑控制器，控制所述无人驾驶电机车前轮或后轮上设置的喷砂机构实时喷砂。
5.本发明方案提供的适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，通过所述无人驾驶电机车的前端和后端分别相应的安装有第一车速采集器、第二车速采集器；根据所述第一车速采集器和第二车速采集器采集的速度，通过所述无人驾驶电机车设置的防滑控制器，控制所述无人驾驶电机车前轮或后轮上设置的喷砂机构实时喷砂；建立在电机车无人驾驶基础上，弥补由于驾驶人员不在机车现场驾驶从而未能及时发现机车打滑导致的车辆失控。为电机车无人驾驶提供更多的安全保障。而且，本方案涉及装置安装维护简单，通过安装在车轮上前方的电控喷砂装置，当出现机车打滑现象时及时喷砂以增加车轮和轨道间的摩擦系统。并且可有效的防止由于环境变化及突发因素导致的机车制动系统性能下降、机车失控等不安全因素，保障机车安全平稳有效的运行。
附图说明
6.图1为本发明一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置结构示意图；图2为本发明一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置之实施例电路图之一示意图；图3为本发明一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置之实施例电路图之二示意
图；图4为本发明一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置之实施例电路图之三示意图。
具体实施方式
7.下面将结合附图与实施例对本发明做进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明之保护范围。
8.如图1-4所示，本发明提供一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，所述装置包括无人驾驶电机车本体，所述无人驾驶电机车的前端和后端分别相应的安装有第一车速采集器、第二车速采集器；根据所述第一车速采集器和第二车速采集器采集的速度，通过所述无人驾驶电机车设置的防滑控制器，控制所述无人驾驶电机车前轮或后轮上设置的喷砂机构实时喷砂。
9.所述防滑控制器内设置有主控芯片；所述主控芯片具体为stm32f405。
10.所述第一车速采集器或所述第二车速采集器内设置有以太网收发控制器；所述以太网收发控制器的型号为w5500以及hr911105a。
11.所述w5500为工业级自带硬件tcp/ip协议栈的嵌入式以太网控制器；所述w5500结合hr911105a完成控制器与服务器间的信号传输桥梁。
12.所述第一车速采集器或所述第二车速采集器内设置有ad转换器。
13.所述ad转换器的芯片型号为ad7705。
14.所述w5500芯片的第三十一引脚和第三十二引脚之间并联有第一晶振；所述第一晶振的一端连接有第四电容；所述第四电容的另一端和第六电容的一端共同接地；所述第六电容的另一端和第一晶振的另一端连接。
15.所述w5500芯片的第三十七引脚连接第一电容的一端和第十三电阻的一端；所述第一电容的另一端接地；所述第十三电阻的另一端和电源端连接。
16.所述ad7705的第一引脚和第二引脚并联有第二晶振；所述第二晶振的一端连接有第十五电容；所述第十五电容的另一端、第十六电容的一端、所述ad7705的第十六引脚和第十七电容的一端共同接地；所述第十六电容的另一端和第一晶振的另一端连接；所述第十七电容的另一端和所述ad7705的第十五引脚连接。
17.在本方案中，对于速度的采集以及传输为现有技术，可以参加《汽车实用技术》2015年第6期《汽车车速信号采集与传输方法》，以及相应的文档《汽车测试中速度的采集方法》。
18.具体地，在本发明实施例中，提供的是一种井下无人驾驶电机车防滑装置。包括安装在机车驾驶室内的防滑控制器，安装在机车前后电机的测速装置，采集机车速度给定模拟量，安装在车轮前方的喷砂装置。其特征在于防滑控制器与原机车控制器的速度给定模拟量相连，防滑控制器通过加装的采集机车前后电机的测速装置相连，同时防滑控制器与电信号控制的喷砂装置相连，防滑控制器通过以太网与服务器相连。其特征在于防滑控制器通过准确采集机车的速度给定模拟量，结合机车变频器的技术条件，根据速度给定模拟量计算出当前速度值。同时根据安装在机车前后电机的测试装置得到当前前后轮的实际速度。防滑控制器根据以上采集到的数据进行冗余分析、比对，从而判断出是机车整体打滑还
是前电机（轮）或者是后电机（轮）打滑，进而通过电控喷砂装置进行喷砂以增加轮毂与轨道间的摩擦力，从而确保车辆可控。
19.本发明具有下列优点和效果：安装维护简单，通过安装在车轮上前方的电控喷砂装置，当出现机车打滑现象时及时喷砂以增加车轮和轨道间的摩擦系统。
20.可有效的防止由于环境变化及突发因素导致的机车制动系统性能下降、机车失控等不安全因素，保障机车安全平稳有效的运行。
21.为解决电机车无人驾驶后未能及时发现、处理由于使用环境变化引起的系统不足，导致机车打滑引起的失控。
22.所述的tcp网络为以太网及以太网收发控制器。所述喷砂控制器主控为stm32f405芯片，其中：mcu采用硬件spi方式与网络驱动芯片用于实现以太网通讯；该以太网收发控制器型号为w5500以及hr911105a。w5500为工业级自带硬件tcp/ip协议栈的嵌入式以太网控制器，结合hr911105a主要完成控制器与服务器间的信号传输桥梁。
23.ad7705是自带spi增益可编程16位ad转换器，能直接将传感器测量到的多路微小信号放大到接ad转换器的满标度电压再进行转换，保证转换准确。通过采集电机车变频器速度给定的ad电压值，查表后得出机车的速度范围。
24.mcu的pa6、pa8的计数器输入端子分别通过光耦采集由电机车前、后电机的测速脉冲，通过单位时间内脉冲数及减速比计算，得到当前的前、后电机的转速值。
25.mcu的do引脚通过三极管驱动中继，再由中继控制喷砂装置进行喷砂。


技术特征：
1.一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，所述装置包括无人驾驶电机车本体，其特征在于，所述无人驾驶电机车的前端和后端分别相应的安装有第一车速采集器、第二车速采集器；根据所述第一车速采集器和第二车速采集器采集的速度，通过所述无人驾驶电机车设置的防滑控制器，控制所述无人驾驶电机车前轮或后轮上设置的喷砂机构实时喷砂。2.根据权利要求1所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述防滑控制器内设置有主控芯片；所述主控芯片具体为stm32f405。3.根据权利要求1所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述第一车速采集器或所述第二车速采集器内设置有以太网收发控制器；所述以太网收发控制器的型号为w5500以及hr911105a。4.根据权利要求3所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述w5500为工业级自带硬件tcp/ip协议栈的嵌入式以太网控制器；所述w5500结合hr911105a完成控制器与服务器间的信号传输桥梁。5.根据权利要求1或3所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述第一车速采集器或所述第二车速采集器内设置有ad转换器。6.根据权利要求5所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述ad转换器的芯片型号为ad7705。7.根据权利要求3或4所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述w5500芯片的第三十一引脚和第三十二引脚之间并联有第一晶振；所述第一晶振的一端连接有第四电容；所述第四电容的另一端和第六电容的一端共同接地；所述第六电容的另一端和第一晶振的另一端连接。8.根据权利要求7所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述w5500芯片的第三十七引脚连接第一电容的一端和第十三电阻的一端；所述第一电容的另一端接地；所述第十三电阻的另一端和电源端连接。9.根据权利要求6所述的一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置，其特征在于，所述ad7705的第一引脚和第二引脚并联有第二晶振；所述第二晶振的一端连接有第十五电容；所述第十五电容的另一端、第十六电容的一端、所述ad7705的第十六引脚和第十七电容的一端共同接地；所述第十六电容的另一端和第一晶振的另一端连接；所述第十七电容的另一端和所述ad7705的第十五引脚连接。

技术总结
本发明公开了一种适用于井下无人驾驶电机车防滑装置及其应用。通过所述无人驾驶电机车的前端和后端分别相应的安装有第一车速采集器、第二车速采集器；根据所述第一车速采集器和第二车速采集器采集的速度，通过所述无人驾驶电机车设置的防滑控制器，控制所述无人驾驶电机车前轮或后轮上设置的喷砂机构实时喷砂；建立在电机车无人驾驶基础上，弥补由于驾驶人员不在机车现场驾驶从而未能及时发现机车打滑导致的车辆失控。为电机车无人驾驶提供更多的安全保障。当出现机车打滑现象时及时喷砂以增加车轮和轨道间的摩擦系统。并且可有效的防止由于环境变化及突发因素导致的机车制动系统性能下降、机车失控等不安全因素，保障机车安全平稳有效的运行。机车安全平稳有效的运行。机车安全平稳有效的运行。


技术研发人员：王文东 邵重阳 合超 彭军 叶成功 李刚
受保护的技术使用者：玉溪大红山矿业有限公司
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/5/16