一種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及礦井機車自動化檢測與安全控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井軌道機車運輸是井下大巷運輸?shù)闹饕绞街弧，F(xiàn)階段我國礦井機車均為人工駕駛，操作環(huán)境差和技術(shù)保障手段缺乏導(dǎo)致軌道機車運輸事故頻發(fā)。運用信息與控制技術(shù)提高運輸自動化水平是減少此類事故的根本措施，也是《煤礦安全生產(chǎn)“十二五”規(guī)劃》中指出的科技攻關(guān)重點方向。
[0003]礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的研發(fā)和運行，有助于降低因調(diào)度、操作失誤而發(fā)生運輸事故的概率；同時，礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的使用，能減少井下人員的數(shù)量，從而也能減少因其它礦井事故引發(fā)的傷亡人數(shù)，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0004]礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)為如何實現(xiàn)對機車的自動化控制。目前在礦井運行的機車多數(shù)為人工機械控制，無自動化電氣控制設(shè)備；同時機車與地面系統(tǒng)之間的通信手段也較為落后，只能大致獲知機車運行的區(qū)段，但機車的精確位置、機車的工況和機車前方的路況，地面系統(tǒng)是無法獲知的。這樣就很難實現(xiàn)對機車的自動化控制，無法有效實現(xiàn)機車的無人駕駛。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0007]—種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，該裝置包括微處理器、路況分析儀、車載AP終端、攝像頭、交換機、電磁閥組件、速度傳感器和讀卡器；
[0008]所述攝像頭的輸出端與路況分析儀的輸入端連接，所述路況分析儀的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述攝像頭的輸出端通過交換機和車載AP終端與地面系統(tǒng)的輸入端連接，所述微處理器通過交換機和車載AP終端與地面系統(tǒng)交互式連接；
[0009]所述速度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述讀卡器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述微處理器的輸出端通過交換機與變頻調(diào)速器的輸入端連接，所述微處理器的輸出端與電磁閥組件的輸入端連接，所述電磁閥組件與機車機械部件連接。
[0010]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述攝像頭與路況分析儀之間通過模擬視頻接口連接。
[0011]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述攝像頭與交換機之間通過以太網(wǎng)連接，所述交換機與車載AP終端之間通過以太網(wǎng)連接，所述微處理器與交換機之間通過以太網(wǎng)連接，所述交換機與變頻調(diào)速器之間通過以太網(wǎng)連接。
[0012]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述路況分析儀與微處理器之間通過RS232串行接口連接。
[0013]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述讀卡器與微處理器之間通過RS485串行接口連接。
[0014]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述電磁閥組件與機車機械部件之間通過氣管和機械傳動方式連接。
[0015]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述車載AP終端與地面系統(tǒng)之間通過符合802.1 In協(xié)議的無線局域網(wǎng)連接。
[0016]所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，所述路況分析儀主要由解碼模塊和數(shù)據(jù)處理模塊組成，所述解碼模塊選用型號為SAA7113的解碼芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊選用型號為EP3C16F484的FPGA芯片。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型的裝置與其它同類設(shè)備相比，可以實現(xiàn)機車位置的準(zhǔn)確檢測，實時分析前方路況狀態(tài)，實時上報機車的工況信息和路況信息，并接收地面系統(tǒng)下發(fā)的控制指令，實現(xiàn)對機車的自動化控制;采用本實用新型的裝置可以實現(xiàn)機車的自動化行駛，使機車的運行更加安全可靠，提高機車作業(yè)效率，減少井下人員的數(shù)量，從而也能減少因其它礦井事故引發(fā)的傷亡人數(shù)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本實用新型。
[0021]如圖1所示，一種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，包括微處理器1、路況分析儀2、車載AP終端3、攝像頭4、交換機5、電磁閥組件6、速度傳感器7和讀卡器8。路況分析儀2主要由解碼模塊和數(shù)據(jù)處理模塊組成，其中，解碼模塊選用型號為SAA7113的解碼芯片，數(shù)據(jù)處理模塊選用型號為EP3C16F484的FPGA芯片。
[0022]攝像頭4的輸出端與路況分析儀2的輸入端通過模擬視頻接口連接。路況分析儀2的輸出端與微處理器I的輸入端通過RS232串行接口連接。攝像頭4的輸出端通過交換機5和車載AP終端3與地面系統(tǒng)11的輸入端連接。微處理器I通過交換機5和車載AP終端3與地面系統(tǒng)11交互式連接。
[0023]攝像頭4與交換機5之間通過以太網(wǎng)連接，交換機5與車載AP終端3之間通過以太網(wǎng)連接，微處理器I與交換機5之間通過以太網(wǎng)連接。車載AP終端3與地面系統(tǒng)11之間通過符合802.1ln協(xié)議的無線局域網(wǎng)連接。
[0024]速度傳感器7的輸出端與微處理器I的輸入端電連接。讀卡器8的輸出端與微處理器I的輸入端通過RS485串行接口連接。微處理器I的輸出端通過交換機5與變頻調(diào)速器10的輸入端連接，交換機5與變頻調(diào)速器10之間通過以太網(wǎng)連接。微處理器I的輸出端與電磁閥組件6的輸入端電連接，電磁閥組件6與機車機械部件9通過氣管和機械傳動方式連接。
[0025]本實用新型的工作原理:
[0026](I)無線傳輸功能實現(xiàn)
[0027]車載AP終端3與地面系統(tǒng)11之間組成了無線局域網(wǎng)，微處理器I可以通過無線局域網(wǎng)將機車前方的路況信息、機車工況數(shù)據(jù)和機車的精確位置信息發(fā)送至地面系統(tǒng)11，同時也可以通過無線局域網(wǎng)實時接收地面系統(tǒng)11下發(fā)的各種調(diào)度指令。攝像頭4可以將機車前方的實時視頻通過無線局域網(wǎng)發(fā)送至地面系統(tǒng)11。
[0028](2)機車精確位置的檢測實現(xiàn)
[0029]本實用新型的裝置對機車位置的檢測首先是通過讀卡器8來讀取預(yù)埋在機車軌道上的位置信標(biāo)，獲取當(dāng)前機車的精確位置;然后通過速度傳感器7采集到的速度信息，由微處理器I實時計算機車運行的距離；當(dāng)機車運行到下一個位置信標(biāo)時，通過位置信標(biāo)對機車的位置進行校正。位置信標(biāo)的安裝位置根據(jù)現(xiàn)場巷道的實際情況確定，一般在交叉口、停車點、裝車點和卸車點等前后均需要安裝位置信標(biāo)。
[0030](3)機車運行前方路況的檢測實現(xiàn)
[0031]路況分析儀2通過模擬視頻接口獲取前方路況的視頻圖像，并分析圖像中前方運行軌道上是否存在障礙物，軌道旁是否存在人員。當(dāng)檢測到障礙物或人員時，路況分析儀2通過RS232串行接口發(fā)送數(shù)據(jù)指令給微處理器I，微處理器I收到指令后做相應(yīng)處理。
[0032](4)機車的啟停、加速和減速的實現(xiàn)
[0033]微處理器I通過控制電磁閥組件6來實現(xiàn)對機車機械部件9的控制，機車機械部件9包括受電弓、剎車裝置、撒砂裝置等。微處理器I通過以太網(wǎng)與變頻調(diào)速器10連接，實現(xiàn)對機車的加速和減速控制。當(dāng)微處理器I收到啟動命令后，微處理器I控制受電弓升起，松開剎車裝置，并控制變頻調(diào)速器10進行加速行駛;在行駛的過程中，如果機車進入打滑區(qū)域(由機車精確位置的檢測實現(xiàn)獲知是否進入打滑區(qū)域)，則打開撒砂裝置，進行撒砂，增大摩擦力，駛出打滑區(qū)域后，則關(guān)閉撒砂裝置，停止撒砂；當(dāng)微處理器I收到停車命令后，微處理器I控制受電弓落下，控制剎車裝置進行剎車。
[0034]以上所述實施方式僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:該裝置包括微處理器、路況分析儀、車載AP終端、攝像頭、交換機、電磁閥組件、速度傳感器和讀卡器； 所述攝像頭的輸出端與路況分析儀的輸入端連接，所述路況分析儀的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述攝像頭的輸出端通過交換機和車載AP終端與地面系統(tǒng)的輸入端連接，所述微處理器通過交換機和車載AP終端與地面系統(tǒng)交互式連接； 所述速度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述讀卡器的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述微處理器的輸出端通過交換機與變頻調(diào)速器的輸入端連接，所述微處理器的輸出端與電磁閥組件的輸入端連接，所述電磁閥組件與機車機械部件連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述攝像頭與路況分析儀之間通過模擬視頻接口連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述攝像頭與交換機之間通過以太網(wǎng)連接，所述交換機與車載AP終端之間通過以太網(wǎng)連接，所述微處理器與交換機之間通過以太網(wǎng)連接，所述交換機與變頻調(diào)速器之間通過以太網(wǎng)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述路況分析儀與微處理器之間通過RS232串行接口連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述讀卡器與微處理器之間通過RS485串行接口連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述電磁閥組件與機車機械部件之間通過氣管和機械傳動方式連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述車載AP終端與地面系統(tǒng)之間通過符合802.1ln協(xié)議的無線局域網(wǎng)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，其特征在于:所述路況分析儀主要由解碼模塊和數(shù)據(jù)處理模塊組成，所述解碼模塊選用型號為SAA7113的解碼芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊選用型號為EP3C16F484的FPGA芯片。
【專利摘要】本實用新型提供一種用于礦井無人駕駛機車的車載控制裝置，該裝置包括微處理器、路況分析儀、車載AP終端、攝像頭、交換機、電磁閥組件、速度傳感器和讀卡器。本實用新型的裝置與其它同類設(shè)備相比，可以實現(xiàn)機車位置的準(zhǔn)確檢測，實時分析前方路況狀態(tài)，實時上報機車的工況信息和路況信息，并接收地面系統(tǒng)下發(fā)的控制指令，實現(xiàn)對機車的自動化控制；采用本實用新型的裝置可以實現(xiàn)機車的自動化行駛，使機車的運行更加安全可靠，提高機車作業(yè)效率，減少井下人員的數(shù)量，從而也能減少因其它礦井事故引發(fā)的傷亡人數(shù)。
【IPC分類】H04N7/18, B61C17/00
【公開號】CN205256328
【申請?zhí)枴緾N201521011596
【發(fā)明人】魏臻, 徐自軍, 湯俊, 程運安, 胡慶新, 程磊, 彭磊, 徐偉, 顧慶東, 閔向東
【申請人】合肥工大高科信息科技股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月8日