矿山自动化电机车无人驾驶系统的制作方法

本申请涉及一种矿山井下装置，尤其涉及一种矿山自动化电机车无人驾驶系统。

背景技术：

目前矿上井下作业中，已经出现了通过无线通讯实现机车无人驾驶，但是还存在着大量的辅助作业人员，比如轨道相交的转辙机处、放矿处，耗费的大量的人力同时，由于井下特殊工作环境而存在安全隐患。

技术实现要素：

本申请的目的在于提出一种无人操作、自动放矿，减少人力消耗的矿山自动化电机车无人驾驶系统。

本申请是这样实现的：矿山自动化电机车无人驾驶系统，其包括地面控制主机、光交换机、地上无线分站、地下无线分站、轨道、摄像头、控制分站、转辙机、卸载站、信号灯、放矿器和电机车；地面控制主机与光交换机相连，光交换机通过光纤与地上无线分站相连，光交换机通过光纤与分布在井下各处的信号能覆盖轨道的多个地下无线分站相连；转辙机处、放矿器处、电机车上、卸载站处均安装有摄像头，地下无线分站分别与摄像头、控制分站无线相连，控制分站分别与转辙机、卸载站、信号灯、放矿器电连接在一起；轨道上方设有动力电缆；电机车包括车体、无线接收器、定位天线、电源箱、主控箱、机械手箱和受电弓装置，电源箱、主控箱和机械手箱安装在车体内，无线接收器、定位天线和受电弓装置安装在车体顶部，受电弓装置与动力电缆相连。

进一步的，受电弓装置包括架体、定臂杆、动臂杆和气缸；定臂杆一端铰接安装在动臂杆的中部，另一端固定在架体上；气缸一端铰接安装在动臂杆的下部，另一端铰接安装在架体上；动臂杆的定部设有与动力电缆相连的连接桥。

进一步的，车体顶部首尾各安装有一个摄像头。

进一步的，电机车还包括配套的遥控器和接收器；接收器安装在所述车体顶部。

由于实施上述技术方案，本申请通过无线和光纤将地面控制主机与井下的电机车、转辙机、卸载站、信号灯、放矿器相连，采用电机车无人驾驶和轨道运输监控，实现转辙机自动转轨、信号灯自动转换、放矿器自动放矿、电机车远程运输作业，减少了井下作业人员数量，符合井下矿山未来无人化的要求，保证井下矿山安全生产和保障国家对井下矿产资源的需求。

附图说明：本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：

图1是本申请中光纤及无线网络的示意图；

图2是本申请中电机车、转辙机、卸载站、信号灯、放矿器、轨道和动力电缆的示意图；

图3是本申请中受电弓装置的结构示意图。

图例：1.地面控制主机，2.光交换机，3.地上无线分站，4.地下无线分站，5.轨道，6.摄像头，7.控制分站，8.转辙机，9.卸载站，10.信号灯，11.放矿器，12.动力电缆，13.车体，14.无线接收器，15.定位天线，16.架体，17.定臂杆，18.动臂杆，19.气缸，20.连接桥，21.接收器，22.遥控器。

具体实施方式：

本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

如图1、2所示，矿山自动化电机车无人驾驶系统包括地面控制主机1、光交换机2、地上无线分站3、地下无线分站4、轨道5、摄像头6、控制分站7、转辙机8、卸载站9、信号灯10、放矿器11和电机车；地面控制主机1与光交换机2相连，光交换机2通过光纤与地上无线分站3相连，光交换机2通过光纤与分布在井下各处的信号能覆盖轨道5的多个地下无线分站4相连；转辙机8处、放矿器11处、电机车上、卸载站9处均安装有摄像头6，地下无线分站4分别与摄像头6、控制分站7无线相连，控制分站7分别与转辙机8、卸载站9、信号灯10、放矿器11电连接在一起；轨道5上方设有动力电缆12；电机车包括车体13、无线接收器14、定位天线15、电源箱、主控箱、机械手箱和受电弓装置，电源箱、主控箱和机械手箱安装在车体13内，无线接收器14、定位天线15和受电弓装置安装在车体13顶部，无线接收器14与地下无线分站4无线相连，受电弓装置与动力电缆12相连。

工作时，井下的转辙机8、卸载站9、信号灯10、放矿器11可通过控制分站7控制启动；当电机车需要移动时，地面控制主机1给出信号，通过光交换机2、光纤、地下无线分站4传递给无线接收器14，并通过主控箱输出执行命令，驱动机械手箱工作，从而使电机车完成前行或后退动作，完成电机车无人驾驶和远程控制运输作业；摄像头6拍摄井下各处情况，当通过实时监控和定位天线15得到电机车所处位置，将信号经地下无线分站4、光纤、光交换机2传递至地面控制主机1，地面控制主机1再给出执行信号，再通过光交换机2、光纤、地下无线分站4传递至转辙机8或卸载站9或信号灯10或放矿器11，实现转辙机自动转轨、自动卸矿车、信号灯自动转换、放矿器自动放矿等动作，减少了井下作业人员数量，符合井下矿山未来无人化的要求，保证井下矿山安全生产和保障国家对井下矿产资源的需求。主控箱可输出电机车执行命令等；机械手箱是电机车控制执行部分，执行车辆换向、加减档和制动等，等效于司机驾驶操作。

如图1所示，受电弓装置包括架体16、定臂杆17、动臂杆18和气缸19；定臂杆17一端铰接安装在动臂杆18的中部，另一端固定在架体16上；气缸19一端铰接安装在动臂杆18的下部，另一端铰接安装在架体16上；动臂杆18的定部设有与动力电缆12相连的连接桥20。

这样可通过气缸19控制连接桥20的升降，电机车能更适应动力电缆12，保障机车稳定运行；当电机车进入放矿器11时，连接桥20下降与动力电缆12脱离，当电机车离开放矿器11时，连接桥20上升与动力电缆12相连。

如图1所示，车体13顶部首尾各安装有一个摄像头6。这样不仅能观察电机车前的轨道5情况，还能观察到拖挂在电机车后的矿车情况，确保井下安全生产。

如图1所示，电机车还包括配套的遥控器22和接收器21；接收器21安装在所述车体13顶部。这样在脱离网络的情况下也能对电机车进行遥控操作，保障在网络故障时，电机车正常运行。在井下进行摘挂车节、手动对位、维修时，操作人员在车外手拿遥控器就能将电机车开至合适位置，单人完成复杂作业，安全可靠。

以上技术特征构成了本申请的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。