一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统，电机车本体顶部设有车载摄像机；电机车本体底部设有除石装置；除石装置设有连接螺栓，上三角支架和下三角支架；上三角支架的三个顶点对应与下三角支架的三个顶点通过连接螺栓连接；连接螺栓上套设有弹簧；连接螺栓的上端与电机车本体的底部连接；下三角支架上安装有橡胶板。车载除石装置清理到运行导轨的两侧，同时除石装置下端的橡胶片，对导轨进行清扫，清理导轨上的微小碎石，保证电机车车轮与导轨接触良好。本实用新型专利技术安全可靠、性能稳定，既可以应用到无人驾驶电机车系统内，也可以应用到人工驾驶的电机车内。

【技术实现步骤摘要】
一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统
本技术涉及属于矿山机车无人驾驶设备，尤其涉及一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统。
技术介绍
我国有各类矿山数万座，大多数矿山都所于地下开采。在矿石的过程中，需要把采场区内的矿石通过电机车运输到溜井，这种运输方式通常由人工操作电机车运输，在井下电机车运输系统中，通过在机车上的驾驶员进行判断前方的路况。从而对电机车进行刹车、鸣笛等操作。由于采用人工判断的方式，操作人员精力高度集中，很容易引起驾驶人员的视觉疲劳，不可避免的出现误操作，甚至发生电机车覆轨、撞人的事故。而且井下无人驾驶电机车在行驶过程中，由于有的区域为无人监控状态，如果在导轨上有碎石，或一些小型障碍物，将引起井下无人驾驶电机车无法正常行驶，也就无法正常工作，导致井下无人驾驶电机车不能起到应有的作用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本技术提供一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统，包括：电机车本体；电机车本体顶部设有用于摄取电机车本体前部图像的车载摄像机；电机车本体底部设有除石装置；除石装置设有连接螺栓，上三角支架和下三角支架；上三角支架的三个顶点对应与下三角支架的三个顶点通过连接螺栓连接；连接螺栓上套设有弹簧；连接螺栓的上端与电机车本体的底部连接；下三角支架上安装有橡胶板。进一步需要说明的是，电机车本体前端连接有随动装置；随动装置设有伺服电机和涡轮蜗杆装置；伺服电机和涡轮蜗杆装置分别固定在电机车本体前端；伺服电机的输出端通过联轴器连接涡轮蜗杆装置；涡轮蜗杆装置的输出端连接雷达安装支架；雷达安装支架上安装有车载雷达。进一步需要说明的是，下三角支架上安装的橡胶板与导轨接触。进一步需要说明的是，电机车本体上还设有车载控制器，无线通信装置以及伺服电机控制电路；无线通信装置，车载摄像机和车载雷达分别连接车载控制器；车载控制器通过伺服电机控制电路连接伺服电机；车载控制器通过无线通信装置将车载摄像机摄取的视频信息和车载雷达信息上传至上位机；通过无线通信装置获取伺服电机控制指令。从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：车载除石装置通过前端三角形装置把低于20厘米的碎石，清理到运行导轨的两侧，同时除石装置下端的橡胶片，对导轨进行清扫，清理导轨上的微小碎石，保证电机车车轮与导轨接触良好。避免在导轨上有碎石，将引起井下无人驾驶电机车无法正常行驶，导致井下无人驾驶电机车不能起到应有的作用。车载雷达通过预先设置扫描区域的长度和宽度，不断的扫描电机车前方路线上高于20厘米的障碍物。当车载雷达的扫描区域内发现高于20厘米的障碍物时，通过车载控制器，发出机车动作指令。本技术安全可靠、性能稳定，既可以应用到无人驾驶电机车系统内，也可以应用到人工驾驶的电机车内。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。图1为井下无人驾驶电机车自动防撞系统示意图；图2为本技术中除石装置示意图；图3为本技术随动装置示意图；图4为本技术电控系统示意图。具体实施方式本技术提供一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统，如图1至4所示，包括：电机车本体6；电机车本体6顶部设有用于摄取电机车本体6前部图像的车载摄像机2；车载摄像机2拍摄角度与导轨5夹角10°，车载摄像机2的传输速率至少满足每秒20帧。电机车本体6底部设有除石装置4；除石装置4设有连接螺栓13，上三角支架11和下三角支架12；上三角支架11的三个顶点对应与下三角支架12的三个顶点通过连接螺栓13连接；连接螺栓13上套设有弹簧14；连接螺栓13的上端与电机车本体6的底部连接；下三角支架12上安装有橡胶板15。车载除石装置4安装在电机车本体6底部，离导轨5的距离为1厘米，除石装置4下端安装橡胶装置与导轨5软接触。整体除石装置通过螺栓2固定在机车底部，并能够上下调整下支架3与导轨的间隙。车载控制器1安装电机车本体6上，车载摄像头2安装在电机车本体6上并且摄像机图像外与导轨的夹角少于等于10°，车载雷达3安装在随动装置7上，随动装置7固定在电机车本体6的前端，车载雷达3与导轨5垂直距离20厘米，雷达扫描距离大于15米。电机车本体6前端连接有随动装置7；随动装置7设有伺服电机21和涡轮蜗杆装置23；伺服电机21和涡轮蜗杆装置23分别固定在电机车本体6前端；伺服电机21的输出端通过联轴器22连接涡轮蜗杆装置23；涡轮蜗杆装置23的输出端连接雷达安装支架24；雷达安装支架24上安装有车载雷达3。车载雷达3距离导轨5垂直距离为20厘米至25厘米。涡轮蜗杆装置23变比为2毫米:0.5度，可调整角度为10度。电机车本体6上还设有车载控制器1，无线通信装置9以及伺服电机控制电路8；无线通信装置9，车载摄像机2和车载雷达3分别连接车载控制器1；车载控制器1通过伺服电机控制电路8连接伺服电机21；车载控制器1通过无线通信装置9将车载摄像机2摄取的视频信息和车载雷达信息上传至上位机；通过无线通信装置9获取伺服电机控制指令；车载控制器1采用MSP430FG4618单片机及外围电路，或采用STC12C4052AD单片机及外围电路，或TM4C123GH6PZ17R及外围电路。无线通信装置9可以采用本领域常用的射频传输，或蓝牙传输，或WIFI传输等等。本技术的控制原理为：车载摄像机3实时记录电机车前方导轨图像，输入到视频分析系统中与预先存储的图片进行分析对应，经过控制器软件进行分析，绘制出电机车车前方实时运行路线，计算出电机车与前方的运行路线的角度，计算结果发送到车载控制器1，车载控制器1根据当前的角度及预判角度计算出角度差，伺服电机车与蜗轮蜗杆之间的变比，计算出步进距离及速度，把计算结果发送给伺服电机控制电路，再由伺服电机控制电路驱动伺服电机动作，同时带动涡轮蜗杆转动，由直线运动变为圆周运动，调整角度。满足车载雷达扫描距离的要求，避免碰到巷道内壁或者在导轨两次安全距离外通过的人员。本技术中的控制器软件，计算电机车与前方的运行路线角度等等均采用本领域常用的技术手段，具体方式为本领域所公知技术，不作具体限定。本技术由摄像机采集图像，控制器进行图像分析，得出电机车于行驶路线图，随动系统根据将要行驶路线，实时调整雷达扫描方向，预设雷达扫描区域对所在区域内的障碍物进行扫描。本技术安全可靠、性能稳定，可实现井下无人驾驶电机车自动预防碰撞。车载雷达3通过预先设置扫描区域的长度和宽度，不断的扫描电机车6前方路线上高于20厘米的障碍物。当车载雷达3的扫描区域内发现高于20厘米的障碍物时，通过车载控制器1，发出机车动作指令。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统，其特征在于，包括：电机车本体(6)；电机车本体(6)顶部设有用于摄取电机车本体(6)前部图像的车载摄像机(2)；/n电机车本体(6)底部设有除石装置(4)；/n除石装置(4)设有连接螺栓(13)，上三角支架(11)和下三角支架(12)；/n上三角支架(11)的三个顶点对应与下三角支架(12)的三个顶点通过连接螺栓(13)连接；/n连接螺栓(13)上套设有弹簧(14)；/n连接螺栓(13)的上端与电机车本体(6)的底部连接；/n下三角支架(12)上安装有橡胶板(15)。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下无人驾驶电机车自动防撞系统，其特征在于，包括：电机车本体(6)；电机车本体(6)顶部设有用于摄取电机车本体(6)前部图像的车载摄像机(2)；
电机车本体(6)底部设有除石装置(4)；
除石装置(4)设有连接螺栓(13)，上三角支架(11)和下三角支架(12)；
上三角支架(11)的三个顶点对应与下三角支架(12)的三个顶点通过连接螺栓(13)连接；
连接螺栓(13)上套设有弹簧(14)；
连接螺栓(13)的上端与电机车本体(6)的底部连接；
下三角支架(12)上安装有橡胶板(15)。


2.根据权利要求1所述的井下无人驾驶电机车自动防撞系统，其特征在于，
电机车本体(6)前端连接有随动装置(7)；
随动装置(7)设有伺服电机(21)和涡轮蜗杆装置(23)；
伺服电机(21)和涡轮蜗杆装置(23)分别固定在电机车本体(6)前端；
伺服电机(21)的输出端通过联轴器(22)连接涡轮蜗杆装置(23)；
涡轮蜗杆装置(23)的输出端连接雷达安装支架(24)；
雷达安装支架(24)上安装有车载雷达(3)。


3.根据权利要求2所述的井下无人驾驶电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树栋，王忠建，马贺，黄桂平，张晨，牛圣雷，
申请(专利权)人：山东工大中能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37