一种本质安全型行车数据记录装置的制作方法

本申请涉及矿井运输车辆技术领域，尤其涉及一种本质安全型行车数据记录装置。

背景技术：

煤矿井下运行着大量的防爆作业车辆，由于巷道狭窄、路况条件不好、能见度差，所以井下作业车辆经常发生刮擦、碰撞等事故，迫切需要能够记录事故发生时车辆周边视频和声音的装置用于分析和调查事故原因，因此在防爆作业车辆上安装行车数据记录装置非常必要。但现有的用于煤矿井下的记录仪均为隔爆型，具有隔爆外壳，根据国家标准要求，隔爆外壳既要能承受内部混合性气体被引爆产生的爆炸压力，又要能防止内部爆炸火焰和高温气体窜出隔爆间隙后点燃外壳周围的爆炸性混合物；故而，隔爆型记录仪外壳体积大，重量大，安装和维护非常不便，在一些小型作业车辆上无法安装，其应用范围受到明显的限制。因此，亟需一种满足矿井下的爆炸性环境服役要求，且体积和重量小，安装和维护方便，适用车辆范围广的行车数据记录装置。

技术实现要素：

本发明提供了一种本质安全型行车数据记录装置，以解决或者部分解决现有的隔爆型行车记录仪质量重，体积大，安装维护不便，应用范围受到限制的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种本质安全型行车数据记录装置，包括：本质安全型主机，本质安全型录音器和一个以上的本质安全型摄像仪；

本质安全型主机包括主机外壳，本质安全型主板，以及为本质安全型主板供电的本质安全型浇封电源模组，本质安全型主板上安装有处理器，存储器，音频/视频处理模组，本质安全型录音器和本质安全型摄像仪通过本质安全型通讯电缆连接至本质安全型主板上的音频/视频输入接口；

本质安全型浇封电源模组包括依次连接的限能组件，电压转换组件，过压过流保护组件，限能组件连接外部电源，过压过流保护组件通过引出端子连接本质安全型主板，本质安全型浇封电源模组向本质安全型主板输出本质安全信号。

可选的，限能组件包括第一电容，第二电容，第三电容和电感，第一电容、第二电容、第三电容并联，电容并联的一端连接电压转换组件的一个输入端，另一端连接电压转换组件的另一个输入端，电容并联的另一端接地；电感连接在第一电容和第二电容之间。

可选的，电压转换组件是dc-dc转换器。

可选的，引出端子为本质安全型电路接线端子。

如上述的技术方案，主机外壳上设有电缆引入组件，本质安全型通讯电缆通过电缆引入组件连接至本质安全型主板的音频/视频输入接口。

如上述的技术方案，本质安全型主板上还包括无线通讯模组。

可选的，无线通讯模组包括4g通信组件、5g通信组件、wifi通信组件中的至少一种。

如上述的技术方案，本质安全型主板上还包括控制器局域网can模组，can模组与车辆的控制系统建立can通信连接。

如上述的技术方案，本质安全型主板上还包括倾角传感器。

本发明还提供了一种煤矿井下运行的防爆作业车辆，在防爆作业车辆上安装有如前述技术方案中任一种本质安全型行车数据记录装置。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种本质安全型行车数据记录装置，包括本质安全型主机，本质安全型录音器和一个以上的本质安全型摄像仪；本质安全型主机包括本质安全型主板和本质安全型浇封电源。相对于隔爆型行车记录仪，本质安全型行车数据记录装置不需要设置厚重的防爆外壳，从而能够满足矿井下电气设备防爆要求的同时，显著的减小设备体积和重量，提高安装和维护的便利性；同时本质安全型行车数据记录装置还可以记录车辆周围的音视频数据，其安全型和应用范围得到明显提高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的本质安全型行车数据记录装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的本质安全型浇封电源的结构图；

图3示出了根据本发明一个实施例的本质安全型浇封电源的电路图；

图4示出了根据本发明一个实施例的增设有无线通讯模组、can模组等的本质安全型行车数据记录装置的结构示意图；

附图标记说明：

1本质安全型主机；2、本质安全型录音器；3、本质安全型摄像仪；4、本质安全型浇封电源；5、本质安全型主板；6、处理器；7、音频/视频处理模组；8、存储器；9、本质安全型通讯电缆；10、电缆引入组件；11、无线通讯模组；12、can模组；13、倾角传感器；21、限能组件；22、电压转换组件；23、过压过流保护组件。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了满足矿井下作业的防爆要求，在gb3836.1爆炸性环境的设备通用要求中规定了电气设备能够在发生电气爆炸时可以及时的阻止事故的发生或最大程度地降低事故。电气设备的防爆类型可以划分为为多种，包括隔爆型，隔离型，正压型，浇封型、增安型、本安型。目前矿井下使用的行车记录仪均是隔爆型，并没有本质安全型行车记录仪，本质安全型是将设备内部和暴露于潜在爆炸性环境的连接导线可能产生的电火花或热效应能量限制在不能产生点燃的水平，从而起到防爆的效果。

基于此，本发明在一些可选的实施例中，如图1和图2所示，公开了一种本质安全型行车数据记录装置，行车数据记录装置包括：本质安全型主机1，本质安全型录音器2和一个以上的本质安全型摄像仪3；

本质安全型主机1包括主机外壳，本质安全型主板5，以及为本质安全型主板5供电的本质安全型浇封电源4模组，本质安全型主板5上安装有处理器6，存储器8，音频/视频处理模组7，本质安全型录音器2和本质安全型摄像仪3通过本质安全型通讯电缆9连接至本质安全型主板5上的音频/视频输入接口；

本质安全型浇封电源4模组包括依次连接的限能组件21，电压转换组件22，过压过流保护组件23，限能组件21连接外部电源，过压过流保护组件23通过引出端子连接本质安全型主板5，本质安全型浇封电源4模组向本质安全型主板5输出本质安全信号。

总的来说，本实施例中的提供的本安型行车数据记录装置属于i类防爆电气设备，即矿井用电气设备，使用的主板、电源、录音器、摄像仪均是满足“gb3836.4-2010爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备”的本安型器件；相对于隔爆型，本质安全型行车数据记录装置不需要设置厚重的隔爆外壳，从而能够满足矿井下电气设备防爆要求的同时，显著的减小设备体积和重量，提高安装和维护的便利性；同时本质安全型行车数据记录装置还可以记录车辆周围的音视频数据，其安全型和应用范围得到明显提高。

具体来说，本实施例中的本质安全型主机1包括了本质安全型浇封电源4和本质安全型主板5。为了实现本质安全，本实施例中的本质安全型主机1的实物外壳均采用不锈钢材质，轻金属(如铝，镁)的质量百分比含量在10％以内。本实施例使用的电源是本质安全型浇封电源4，使用浇封复合物(如环氧树脂)，将电源的全部电路元件，包括本安电路部分封在内部的浇封结构，通过浇封+本质安全的结合设计，最大化的提高电源的防爆安全性。电源的输出通过引出端子实现，本质安全型主板5通过引出端子连接本质安全型浇封电源4。本质安全型浇封电源4的内部电路结构附图2所示，为了满足矿井作业需求，电源的输入端可以是24v的蓄电池，通过限能组件21对输入的非本安24v信号进行能量限制；然后再经过电压转换组件22(或者电源转换模组)将24vdc转换为12vdc进行限压；限压后信号通过3过压过流保护组件23进行限流保护，最终向负载输出满足国家标准要求的本安12v信号。为了实现本质安全，上述方案中的限能、限压、限流和接线端子的要求均满足gb3836.4-2010的相关规定，过压过流保护组件23可选用lt4363浪涌抑制器，可保护负载端免遭高压瞬变的损坏。本实施例中的本质安全型浇封电源4中的其它未涉及的元件与现有技术相同，并满足gb3836.4-2010的相关规定。

本质安全型主板5同样是满足gb3836.4-2010的防爆要求的电路板，其上可集成arm处理器，存储器8，音频/视频处理模组7，并预留了多种扩展安装接口，可以根据需要，灵活增添所需的功能模组，具有良好的扩展性。

本实施例中的录音器和摄像仪可以使用矿用本安型录音器和矿用本安型摄像仪，分别采集车辆周围的音频和和视频信号，然后通过通讯电缆传输到本质安全型主机1进行处理并记录。矿用本安型录音器和本安型摄像仪可以使用现有的产品，满足gb3836.4-2010的防爆要求即可。本实施例中的本质安全型主板5可提供1～4路视频信号(vga)的输入接口，可满足多方位的视频记录需求。

前述实施例中的限能组件21的是电源实现本质安全的一个关键所在，通过限能组件21，将非安的电能输入控制在不会产生点燃的水平。基于前述实施例相同的发明构思，在另一些可选的实施例中，如图3所示，公开了一种限能组件21的具体结构，包括限能组件21包括第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3和电感l2，第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3并联，电容并联的一端连接电压转换组件22的一个输入端，另一端连接电压转换组件22的另一个输入端，电容并联的另一端接地；电感l2连接在第一电容c1和第二电容c2之间。其中，第一电容c1和第二电容c2可以选用0.1μf的电容，第三电容c3可以选用1000μf，电感l2的电感量可选择100μh。通过上述结构的限能电路，可以在外接24v蓄电池时进行稳定的限能，满足gb3836.4-2010的本质安全要求。

可选的，电压转换组件22是dc-dc转换器，可以选用urf2412lp-20w的电源模组。

可选的，为了提高本质安全性，引出端子为本质安全型电路接线端子。

与前述实施例相同的发明构思，在另一些可选的实施例中，主机外壳上设有电缆引入组件10，本质安全型通讯电缆9通过电缆引入组件10连接至本质安全型主板5的音频/视频输入接口。通过电缆引入装置能防止外部的爆炸性混合物通过电缆接口进入本质安全型主机1内部，提高本安型行车数据记录装置的安全性。

在上述一组实施例中，主要聚焦于本安型行车数据记录装置是如何根据结构和电路设计实现国家标准要求的本质安全性，使行车数据记录装置的体积和重量较传统设备大大减小，安全性和应用范围得到显著提高。但在另一方面，井下作业车辆信息化程度较高，出现故障时数据分析处理难度大，如不能在第一时间准确定位故障原因并快速有效处理，会产生较大安全隐患，也会影响生产效率，给矿井带来损失。而现有煤矿用行车记录仪没有无线通讯功能，只能将数据记录在本地，调度中心无法实时了解车辆运行情况，也无法远程读取行车数据，等待车辆完成作业后获取行车记录仪中的数据，从而不能第一时间对数据进行分析处理，排除矿井下的问题隐患。

为了解决这个问题，基于前述实施例相同的发明构思，如附图4所示，在又一些可选的实施例中，发明人提出一种本质安全型行车数据记录装置，其本质安全型主板5上还包括无线通讯模组11。可选的，无线通讯模组11包括4g通信组件、5g通信组件、wifi通信组件中的至少一种。通过无线通讯模组11可以将行车数据记录装置实时记录的周边音视频数据第一时间传回调度中心，实现实时的远程数据管理和分析，有效解决了煤矿井下对大量运输车辆运行状态进行实时、有效的监控和记录的问题。

另一方面，现有的矿井用行车记录仪并没有实时记录车辆自身运行数据的能力，为了全方面的掌握车辆在井下的运行情况，基于前述实施例相同的发明构思，在另一些可选的实施例中，本质安全型主板5上还包括控制器局域网can模组12，can模组12与车辆的控制系统建立can通信连接。通过将行车数据记录装置连接到车辆运行的can总线，可以实时记录车辆控制系统中的运行数据，实时掌握车辆的运行情况，方便对车辆进行远程管理。

基于前述实施例相同的发明构思，在另一些可选的实施例中，本质安全型主板5上还包括倾角传感器13，通过倾角传感器13可以实时监控车辆的运行稳定性。

在集成了can模组12和倾角传感器13以后，行车数据记录装置可将音频、视频、车辆运行数据、倾角数据等进行全方位的采集，并保存在主机的存储器8上供分析调用。

基于前述实施例相同的发明构思，在一些可选的实施例中，还提供了一种煤矿井下运行的防爆作业车辆，在防爆作业车辆上安装有如前述实施例中任意一种本质安全型行车数据记录装置。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种本质安全型行车数据记录装置，包括本质安全型主机，本质安全型录音器和一个以上的本质安全型摄像仪；本质安全型主机包括本质安全型主板和本质安全型浇封电源。相对于隔爆型行车记录仪，本质安全型行车数据记录装置不需要设置厚重的防爆外壳，从而能够满足矿井下电气设备防爆要求的同时，显著的减小设备体积和重量，提高安装和维护的便利性；同时本质安全型行车数据记录装置还可以记录车辆周围的音视频数据，其安全型和应用范围得到明显提高。

进一步的，在本质安全型主板上集成无线通讯模组，can通讯接口和倾角传感器，使行车数据记录装置在满足本质安全、体积重量显著减小，应用范围明显提高的同时，还具有实时记录和回传车辆周边音视频数据、车辆自身运行参数、控制参数的功能，适用于在含有瓦斯或煤尘等爆炸性环境的煤矿井下运行的各类运输车辆使用，实现了对煤矿井下的防爆运输车辆运行状态的实时有效的监控、记录和远程管理的问题，保证安全生产，提高生产效率，推动矿山设备智能化发展。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。