CN103437763B - 一种地下遥控铲运机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下遥控铲运机器人，属于光电机液一体化领域，具体涉及一种地下遥控铲运机器人。其包括控制系统、监控系统和远程受控铲运机器人，控制系统包括操作平台和操作发射模块；监控系统包括视频采集单元和视频播放控制单元，视频采集单元与视频播放控制单元之间通过无线连接；远程受控铲运机器人包括操作接收模块、任务执行单元和任务监控单元；控制系统的操作发射模块与远程受控铲运机器人的操作接收模块之间通过无线连接。操作人员可在地上通过观察显示器，了解矿井现状后，控制操作平台，并将操作指令无线传输给远程遥控铲运机器人，使铲运机器人能够按照操作指令执行装卸、运输等动作，实现非煤矿山的安全生产。
Description
技术领域
本发明属于光电机液一体化领域，具体涉及一种地下遥控铲运机器人。
背景技术
我国地下采矿设备，特别是大型采矿设备和无人采矿设备还基本处于研究阶段，成熟实用的大型采矿设备和无人采矿设备基本依赖进口，自动化、智能化、网络化等先进技术在设备上的应用研究也不多见，国产地下采矿设备与世界采矿业发达国家的差距非常大，严重影响了我国资源的高效开发和矿业技术的进步。随着数字化矿山技术的研究，数字化技术已成为矿业资源安全高效开发的基础，是采矿业改造与可持续发展的重要保障。数字化矿山的最终表现为矿山的高度信息化、自动化、智能化与高效安全开采，以至于实现无人采矿和遥控采矿模式.数字化矿山的建立，必须以大型无轨技术装备的自动化和遥控化为基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种地下遥控铲运机器人，能远程控制铲运机器人地下采矿作业。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种地下遥控铲运机器人，其特征在于包括控制系统、监控系统和远程受控铲运机器人，
控制系统包括操作平台和操作发射模块；
监控系统包括视频采集单元和视频播放控制单元，视频采集单元与视频播放控制单元之间通过无线连接；
远程受控铲运机器人包括操作接收模块、任务执行单元和任务监控单元；
控制系统的操作发射模块与远程受控铲运机器人的操作接收模块之间通过无线连接。
本发明所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于视频采集单元包括无线接发模块和视频复用器，视频复用器连接摄像头和云台；摄像头的数量为三台以上，其中一台摄像头安装在远程受控铲运机器人的底部，其中两台摄像头分别通过云台安装在远程受控铲运机器人的驾驶室两侧。
用吊装的方式将云台通过阻尼吊挂在远程受控铲运机器人的驾驶室两侧，使云台不论车辆如何倾斜始终保持垂直，摄像头能通过云台进行上下160度旋转，左右340度旋转；每台摄像头均独立控制。
视频播放控制单元包括主控装置及显示器、视频复用器和无线接发模块；主控装置能通过无线遥控控制视频采集单元的摄像头开关及云台的上下左右运动。
视频采集单元的无线接发模块与视频播放控制单元的无线接发模块之间通过蜂窝中继器进行无线连接。
远程受控铲运机器人的任务执行单元包括任务执行控制模块和车辆行驶控制模块；任务执行控制模块包括对行驶速度、行驶方向、铲斗升降和大臂升降的比例量控制；车辆行驶控制模块包括对开机、停机、制动、灯光、喇叭的开关量控制。
任务监控单元包括液压油温传感器、回油压力传感器、刹车压力传感器、工作压力传感器。
任务监控单元还包括倒车雷达、声光报警和现场紧急手动停车装置。
控制系统的操作发射模块与远程受控铲运机器人的操作接收模块之间通过蜂窝中继器进行无线连接。
本发明的有益效果是：
1、地下遥控铲运机器人的研究采用主从控制技术进行远程操作控制，利用自动控制原理，操作人员可在地上通过观察显示器，及时了解矿井实时现状，而后根据需要控制操作平台，并将操作指令无线传输给远程遥控铲运机器人，使铲运机器人能够按照操作指令执行装卸、运输等动作，实现非煤矿山的安全生产。
2、采用创新的无线传输路径辨识系统，利用多数据融合技术，获得非煤矿山危险作业区的实际工况，并无线传输至远程平台。视频系统的运用，使得工作人员可以通过视频观察控制对象的工作情况，可有效识别遥控铲运机器人周边环境。
3、优化遥控铲运机器人系统的结构设计，得出铲运机器人的结构最优化设计，建立非煤矿山用遥控铲运机器人系统模型，实现遥控铲运机器人机构、控制与视频监控一体化。
附图说明
图1是本发明结构组成示意图；
图2是本发明视频采集单元的组成示意图；
图3是本发明视频播放控制单元的组成示意图；
图4是本发明远程受控铲运机器人的组成示意图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图所示，本发明所示的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于由控制系统、监控系统和远程受控铲运机器人组成。远程受控铲运机器人可采用于智能挖矿或其他矿山挖掘、运输机械。
控制系统包括操作平台和操作发射模块。监控系统包括视频采集单元和视频播放控制单元，视频采集单元与视频播放控制单元之间通过蜂窝中继器连接，实现无线互联。
远程受控铲运机器人包括操作接收模块、任务执行单元和任务监控单元三部分。
控制系统的操作发射模块与远程受控铲运机器人的操作接收模块之间通过蜂窝中继器进行无线连接。
本发明所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于视频采集单元包括无线接发模块和视频复用器，视频复用器连接摄像头和云台；摄像头的数量为三台，其中摄像头3安装在远程受控铲运机器人的底部，用于监控倒车。其中摄像头1和2分别通过云台1和2安装在远程受控铲运机器人的驾驶室两侧。
云台1和2用吊装的方式通过阻尼吊挂在远程受控铲运机器人的驾驶室两侧，使云台不论车辆如何倾斜始终保持垂直，摄像头能通过云台进行上下160度旋转，左右340度旋转；每台摄像头均独立控制。
视频播放控制单元包括主控装置及显示器、视频复用器和无线接发模块；主控装置能通过无线遥控控制视频采集单元的摄像头开关及云台的上下左右运动。
远程受控铲运机器人的任务执行单元包括任务执行控制模块和车辆行驶控制模块；任务执行控制模块包括对行驶速度、行驶方向、铲斗升降和大臂升降的比例量控制；车辆行驶控制模块包括对开机、停机、制动、灯光、喇叭的开关量控制。
任务监控单元包括液压油温传感器、回油压力传感器、刹车压力传感器、工作压力传感器、倒车雷达、声光报警和现场紧急手动停车装置。
本发明在使用时，操作人员可在地上通过观察显示器，及时了解矿井实时现状，而后根据需要控制操作平台，并将操作指令无线传输给远程遥控铲运机器人，以控制其进行车辆行驶或任务执行，从而实施挖矿作业。
需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种地下遥控铲运机器人，其特征在于包括控制系统、监控系统和远程受控铲运机器人，
控制系统包括操作平台和操作发射模块；
监控系统包括视频采集单元和视频播放控制单元，视频采集单元与视频播放控制单元之间通过无线连接；
远程受控铲运机器人包括操作接收模块、任务执行单元和任务监控单元；
控制系统的操作发射模块与远程受控铲运机器人的操作接收模块之间通过无线连接；
视频采集单元包括无线接发模块和视频复用器，视频复用器连接摄像头和云台；摄像头的数量为三台以上，其中一台摄像头安装在远程受控铲运机器人的底部，其中两台摄像头分别通过云台安装在远程受控铲运机器人的驾驶室两侧；
用吊装的方式将云台通过阻尼吊挂在远程受控铲运机器人的驾驶室两侧，使云台不论车辆如何倾斜始终保持垂直，摄像头能通过云台进行上下160度旋转，左右340度旋转；每台摄像头均独立控制；
视频播放控制单元包括主控装置及显示器、视频复用器和无线接发模块；主控装置能通过无线遥控控制视频采集单元的摄像头开关及云台的上下左右运动。
2.根据权利要求1所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于视频采集单元的无线接发模块与视频播放控制单元的无线接发模块之间通过蜂窝中继器进行无线连接。
3.根据权利要求2所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于远程受控铲运机器人的任务执行单元包括任务执行控制模块和车辆行驶控制模块；任务执行控制模块包括对行驶速度、行驶方向、铲斗升降和大臂升降的比例量控制；车辆行驶控制模块包括对开机、停机、制动、灯光、喇叭的开关量控制。
4.根据权利要求3所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于任务监控单元包括液压油温传感器、回油压力传感器、刹车压力传感器、工作压力传感器。
5.根据权利要求4所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于任务监控单元还包括倒车雷达、声光报警和现场紧急手动停车装置。
6.根据权利要求5所述的一种地下遥控铲运机器人，其特征在于控制系统的操作发射模块与远程受控铲运机器人的操作接收模块之间通过蜂窝中继器进行无线连接。
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