本实用新型涉及矿山有轨电机车自动装放矿装置，具体涉及一种无人值守基于红外激光扫描识别的机车远程自动装矿装置。
背景技术：
矿山的人工成本在采矿成本中占很大比例，由于矿山所处井下或井上环境比较恶劣，安全条件差，工作效率低，因此要实现采矿效率提高及数字化矿山就必须要实现无人值守，而机车的装放矿控制直接影响着矿山的生产效率。目前国内已经实现电机车的无人驾驶改造，但是对于装放矿操作均采用手动远程遥控操作，装放矿操作由专人远程控制通过视频监控画面进行遥控装放矿。
国内的大中型矿山装放矿装置一般有震动机放矿、皮带装矿、闸板装放矿、链锤簸箕式装矿，对矿料经过处理的粉末或小颗粒也有用圆盘放矿的。但对于大多数矿山而言矿料在地底下只进行简单的破碎处理，因此矿料直径大小不匀时常会有大块矿料进入装放矿仓，装放矿仓的下部为溜井口，溜井口下方接放矿料斗进料端，放矿料斗的下料端下方为方形口的电机车箱，而对于电机车来说，大块将直接影响装放矿操作，而目前都是采用视频监控的方式人为观察，有时操作人员不注意就会出现大块矿料压坏电机车箱、大块装矿偏移导致电机车箱脱轨等事故发生。
技术实现要素：
本实用新型的针对上述自动装放矿过程中为了避免大块矿料对电机车的影响，提供了一种基于红外激光扫描识别的机车远程自动装矿装置。
本实用新型采用如下技术方案：一种基于红外激光扫描识别的机车远程自动装矿装置，包括PLC控制系统，PLC控制系统分别与控制放矿料斗是否下料的动作开关、及安装有电机车厢扫描分析软件的后台主机电连，该后台主机分别通过数据线接视频分析摄像机和三维雷达电连；
所述视频分析摄像机，位于放矿料斗进料端的前方，检测装矿过程中是否有大块出现；
所述三维雷达，安装在放矿料斗的进料端，通过三维雷达实时监测放矿料斗的进料端是否出现大块矿料、及当前电机车箱的料位高度；
所述视频分析摄像机和三维雷达将信号输送至后台主机经其内的车厢扫描后台分析软件分析处理得出电机车箱的当前状态，将该信号传输至PLC控制系统进行远程智能控制放矿料斗动作开关决定是否下料。
所述的放矿料斗为卷扬电机控制的上下活动的簸箕式放矿料斗，其位于矿仓下方的溜井口处，簸箕式放矿料斗的进料端与溜井口处的矿仓活动连接，簸箕式放矿料斗的下料端通过钢丝绳悬吊，该钢丝绳通过卷扬电机控制收缩或延伸，收缩时簸箕式放矿料斗的下料端被提起禁止下料，延伸时下料端降下开始下料，PLC控制系统与卷扬电机电连，通过控制卷扬电机动作控制簸箕式放矿料斗的下料端升起和降落控制是否下料。
进一步的，还包括微波传感器与安装有电机车厢扫描分析软件的后台主机电连,其均布于放矿料斗的下料端与电机车箱一侧的顶端之间，且与装矿的电机车箱该侧的上边缘平行，通过微波检测电机车箱上边缘的位置信号，用于感应电机车箱是否装满。
进一步的，还包括红外激光扫描传感器与安装有电机车厢扫描分析软件的后台主机电连,其安装在放矿料斗的下料端与电机车箱一侧的顶端之间，用于感应装入电机车箱内的矿料是否发生溢出。
进一步的，还包括鉴相式轨道传感器与PLC控制系统电连,其设置在电机车箱的机车轨道上，用于监测电机车厢的位置状态，将感应信号传输至PLC控制系统进行远程智能控制放矿料斗是否下料。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过微波、激光、视频等技术手段对装放矿口进行实时扫描，通过建立原始数据模型与当前数据的比对判断是否存在大块，从而防止大块未经处理进入装矿车，使用该装置可有效减少系统对操作人员的依赖、减少对设备的维护检修。由于视频分析摄像机3对粉尘的抗干扰能力差、对亮度的要求高，同时使用三维雷达和视频分析摄像机检测大块矿料，保证了大块检测的准确性，将监测到的大块矿料放下的报警信息及时传送给PLC控制系统进行处理。该实用新型保证了生产的不间断准确运行，减少了人为参与的控制，针对特殊情况作出报警输出，保证了电机车无人驾驶和装放矿操作的远控可靠实施。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型元器件的控制图。
图中：1. PLC控制系统 、2. 微波传感器 、3. 视频分析摄像机、4. 红外激光扫描传感器、5. 鉴相式轨道传感器、6. 三维雷达、7. 后台主机、8. 电机车箱 、9. 矿仓 、10. 簸箕式放矿料斗 、11. 溜井口、12. 机车轨道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明和解释；
如图1所示，一种基于红外激光扫描识别的机车远程自动装矿装置，包括PLC控制系统1，PLC控制系统1分别与控制放矿料斗是否下料的动作开关(放矿闸板电机或气缸)、鉴相式轨道传感器5、及安装有电机车厢扫描后台分析软件的后台主机电连，该后台主机通过数据线分别接微波传感器2、视频分析摄像机3、红外激光扫描传感器4、三维雷达6电连；
所述微波传感器2,均布于放矿料斗的下料端与电机车箱一侧的顶端之间，为多点安装与电机车箱该侧的上边缘平行，通过微波检测电机车箱上边缘的位置信号，判断电机车箱是否装满；
所述视频分析摄像机3，位于放矿料斗进料端处的前方，检测装矿过程中是否有大块出现；
所述红外激光扫描传感器4,安装在放矿料斗的下料端与电机车箱一侧的顶端之间，感应装入电机车箱内的矿料是否发生溢出；
鉴相式轨道传感器5,设置在电机车箱的机车轨道上，用于监测电机车厢的位置状态；
所述三维雷达6，安装在矿仓溜井口处，即放矿料斗的进料端，通过三维雷达6实时监测矿仓溜井口处是否下大块矿料和当前电机车箱内的料位高度。通过三维雷达6监测的装矿前的整个车厢的原始模型做为基础数据传送给车厢扫描后台分析软件储存，同时也可通过三维雷达6计算出当前电机车箱内的装矿量。
上述微波传感器2、视频分析摄像机3、红外激光扫描装置4、三维雷达6将信号输送至后台主机经其内的车厢扫描后台分析软件处理数据分析处理得出电机车箱的当前状态，将该信号、及鉴相式轨道传感器5的感应信号同时传输至PLC控制系统1进行远程智能控制放矿料斗的电机或气缸是否动作下料。
所述的放矿料斗为卷扬电机控制的上下活动的簸箕式放矿料斗，其位于矿仓下方的溜井口处，簸箕式放矿料斗的后端与溜井口处的矿仓活动连接，簸箕式放矿料斗的下料端通过钢丝绳悬吊，该钢丝绳通过卷扬电机控制收缩或延伸，当收缩时簸箕式放矿料斗的下料端被提起不再进行下料，当放长悬吊的钢丝绳时，下料端被放下进行下料。PLC控制系统1与卷扬电机电连，通过控制卷扬电机动作控制簸箕式放矿料斗的升起和降落控制矿料斗下料端是否下料。
使用时，微波传感器2、视频分析摄像机3、红外激光扫描传感器4、鉴相式轨道传感器5对机车车厢的进行检测预警，利用车厢扫描后台分析软件收集和存储矿车（电机车箱）装矿的各种安全状态模型图像，作为自动装矿参照的基础数据， PLC控制系统1根据三维雷达6检测到的当前数据，如：矿车中料位图像的变化与数据库中基础数据比对，准确判断出矿车装矿情况，判断是否存在大块矿料。在簸箕式放矿料斗进料端的正对方向安装视频分析摄像机3，利用最新差影法对前后两帧图像求差，检测溜井口处的大块的轮廓，紧接着用数学形态学方法除去差影图像上的噪声或其他小面积干扰区域，最后利用差影图的垂直投影和水平投影，过滤光照不均匀和背景，从而快速、准确地判断并定位大块位置，实时监视矿仓的溜井口有无大块矿石出现，当视频分析摄像机3和三维雷达6检测到大块矿石时通过后台主机内的车厢扫描后台分析软件将状态信号输出至给PLC，PLC控制放矿料斗的卷扬电机紧急收缩钢丝绳提升簸箕式放矿料斗下料端防止大块矿料从下料端掉落，待人为观察手动移动火车车厢将大块移入空车再进行自动放矿，通过该操作防止大块掉落到已装矿的车厢内出现过高、过偏、压车等情况减少了人为处理的时间，实现了连续远程自动无人值守装放矿。