CN109209507A - 一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿区安全监控技术领域，具体的说是一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，该方法包括如下步骤：在矿区中矿场附近布置二面角反射器，通过无线信号实现北斗卫星与二面角反射器之间的连接；二面角反射器将反射的角度信号发送给北斗卫星；北斗卫星将二面角反射器反射的角度信号反馈到地面的指挥中心，指挥中心的工作人员根据所得的信息对采矿的工作方式进行及时的调整，保证采矿过程中的安全性；本发明能够有效的对矿区的安全进行监控，并且能够快速的对相关数据进行处理。
Description
技术领域
本发明属于矿区安全监控技术领域，具体的说是一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，对矿产资源的需求量不断提高，矿产开采的规模也在不断扩大，乱采与滥挖的情况越发严重，矿山资源在开采过后，平衡状态受到破坏，很容易形成塌陷，严重影响着矿区附近居民的人身安全，也极大地制约和影响了我国资源与环境可持续发展战略的步伐。并且矿产资源在开采过程中，因开采速度、开采方式的影响，矿区的地形不断的发生着变化，可能会造成塌方事故的发生，而现有的矿区安全监测方法不能对矿区的地形进行监测，无法确保矿区的安全。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法。本发明主要用于实现矿区的安全状态监控，减少矿区安全事故的发生。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，该方法包括如下步骤：
S1：在矿区中矿场附近布置二面角反射器，通过无线信号实现北斗卫星与二面角反射器之间的连接；
S2：S1中二面角反射器与北斗卫星建立连接后，二面角反射器将反射的角度信号发送给北斗卫星；
S3：北斗卫星将S2中二面角反射器反射的角度信号反馈到地面的指挥中心，指挥中心的工作人员根据所得的信息判断二面角反射器角度是否发生变化，从而对采矿的工作方式进行及时的调整，保证采矿过程中的安全性，避免安全事故的发生；
其中S1中采用的一种二面角反射器，包括底座，底座上固定有壳体，壳体上方开设有通道，壳体左侧壁上前后设有一组带通孔的矩形块，矩形块的通孔中设有环形隔板，壳体底部滑动安装有安装座，安装座右端通过弹簧与壳体右侧内壁相连接；所述安装座上左右对称设置有两个安装块，安装块中转动安装有一号转轴，安装座中部固定有铰接座，一号转轴穿过铰接座将调节块铰接在铰接座中，调节块上端安装有调节板，调节块用于调节调节板的角度；所述调节板的下表面前后两侧对称设置有两组调节弹簧，调节弹簧下端与安装座相连接，安装座上表面前后对称设有两组固定块，固定块与调节弹簧的分布相对应，固定块上同轴安装有一个一号带轮与齿轮，一号带轮与一号转轴之间通过带传动，齿轮与调节弹簧相啮合，调节弹簧用于实现调节板角度的调节；所述调节板左端前后安装有一组电机，电机与壳体左侧内壁上的矩形块相对应，电机驱动推拉弹簧转动，推拉弹簧另一端穿过环形隔板与安装座的左端转动连接，推拉弹簧用于带动安装座移动；所述调节板中部固定有支撑板，支撑板上端铰接有L形反射屏，支撑板中部转动安装有二号转轴，二号转轴的两端对称设有两个收线轮，两个收线轮上均收卷有拉绳，拉绳的上端分别与反射屏的两个侧壁相连接，拉绳收卷的方向不同，拉绳用于调节反射屏的左右角度；所述调节板右端设有双轴电机，双轴电机的两个输出轴上均连接有离合器，左侧的离合器与二号转轴相连接，右侧的离合器驱动三号转轴转动，三号转轴与一号转轴之间通过带传动；所述壳体右侧设有控制器，控制器用于控制电机、双轴电机与离合器的工作。
工作时，将二面角反射器放置在所需的位置，建立二面角反射器与北斗卫星的连接，初步建立连接后，通过控制器控制电机驱动推拉弹簧转动，从而使得推拉弹簧在矩形块的环形隔板中转动，环形隔板向上或向下挤压推拉弹簧，从而使得推拉弹簧带动安装座向左或向右运动，从而使得反射屏向左或向右运动，使得反射屏作水平方向的调整，加强北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接强度，水平微调结束后，通过控制器控制双轴电机转动，双轴电机左侧的离合器断开，右侧的离合器工作，从而使得双轴电机驱动三号转轴转动，并通过带传动实现一号转轴的转动，一号转轴的转动时通过传送带带动一号转轴前后侧的一号带轮转动，并且一号带轮的转动方向相同，从而使得齿轮同向转动，使得齿轮推动调节弹簧，进而使得一号转轴一侧的调节弹簧拉伸，另一侧的调节弹簧压缩，使得调节板绕铰接座转动，从而使得反射屏的前后角度得到调节，进一步加强了二面角反射器与北斗卫星之间的信号连接强度；反射屏前后角度调节完成后，通过控制器控制双轴电机右侧的离合器断开，使得双轴电机左侧的离合器工作，双轴电机驱动二号转轴转动，从而使得收线轮转动，因两个收线轮上的拉绳收卷方向不同，从而使得一个收线轮上的拉绳放出，另一个收线轮上的拉绳收卷，拉绳带动反射屏左右转动，实现反射屏左右角度的调节，更进一步的加强了北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接强度，确保了北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接，使得北斗卫星能够实时的检测出矿区发生的地形变化，从而使得工作人员实时了解矿区情况，对后续的工作做出调整，确保矿区的安全。
所述底座右侧设有一组齿形槽，推拉弹簧部分簧圈位于齿形槽中，齿形槽用于保证推拉弹簧稳定的带动安装座运动。当推拉弹簧带动安装座运动时，推拉弹簧的部分簧圈卡在齿形槽中，避免了推拉弹簧的回弹，使得安装座的左右移动更加的稳定，从而使得反射屏水平方向调节时更加的稳定，避免调节后推拉弹簧回弹造成调节后的角度不准，同时使得反射屏水平方向调节过程更加稳定，方便反射屏水平位置的调节，提高了调节的效率。
所述收线轮中周向均匀设有四个通槽，通槽的截面为波浪形，二号转轴上对应设有四个弹性材质的连接块，连接块位于通槽中，连接块用于实现收线轮的转动与左右摆动。当反射屏左右方向上角度转动时，拉绳与收线轮之间的夹角发生变化，弹性材质的连接块变形使得收线轮在拉绳的作用下可以做出相应的角度调整，从而使得拉绳能够顺利的收卷在收线轮中，确保了反射屏能够顺利的实现左右角度的调节，确保了二面角反射器与北斗卫星之间的信号连接。
所述连接块中设有多个钢球，钢球分布在连接块的外沿中，钢球用于增加连接块的强度。钢球的存在增强了连接块的强度，确保了连接块能够顺利的带动收线轮转动，同时钢球的存在使得收线轮的通槽内壁能够更加方便挤压连接块，使得连接块变形，从而使得收线轮的角度能够顺利的调整，确保了拉绳顺利的收卷在收线轮上。
所述收线轮分为左右两块，两块收线轮通过螺栓连接，两块收线轮之间设有橡胶环，橡胶环与连接块之间留有缝隙。收线轮分为左右两块使得收线轮的拆装更加的简单，橡胶环的设置使得橡胶环在拉绳的摩擦作用下磨损时，橡胶环能够更换，相对于一体的收线轮受到磨损后直接报废，收线轮的两半式的设置与橡胶环的设置，使得磨损后的橡胶环更换方便，使得收线轮能够继续工作，有效的提高了收线轮的使用寿命，避免了频繁更换收线轮造成成本的浪费，橡胶环与连接块之间的缝隙为连接块的变形提供了空间，使得连接块能够顺利的变形，从而使得收线轮能够顺利的进行角度调整对拉绳进行收卷，使得反射屏的角度能够顺利调节。
所述底座的四个角点上设置有一个膨胀螺栓与三个可调节的地脚。膨胀螺栓的设置使得二面角发射器能够紧密的固定到所需的位置上，通过对三个地脚的调节能够确保二面角反射器水平放置，确保了二面角反射器的稳定，方便了后续反射屏角度的调节，同时避免了二面角反射器的位置、角度发生变化，确保了二面角反射器与北斗卫星之间的连接信号的稳定。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过在矿区中设置二面角反射器，并将二面角反射器与北斗卫星相连接，利用北斗卫星对矿区进行监控，有效的保证了矿区的安全，并且本发明所述的二面角反射器能够实现多方位的角度调节，从而确保二面角反射器与北斗卫星之间的信号强度，使得北斗卫星对矿区的监测更加的精准，进一步提高了矿区的安全。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明的二面角反射器的主视图；
图3是图2中A的局部放大图；
图4是本发明一号带轮、齿轮、一号转轴、调节弹簧与调节板之间的位置关系图；
图5是本发明二号转轴、收线轮、连接块与橡胶环之间的安装示意图；
图6是图5的B向视图；
图中：底座1、壳体2、安装座3、调节板4、反射屏5、二号转轴6、收线轮7、推拉弹簧8、齿形槽11、膨胀螺栓12、地脚13、矩形块21、环形隔板22、一号转轴31、铰接座32、一号带轮33、齿轮34、调节弹簧41、支撑板42、双轴电机43、离合器44、连接块61、钢球62、通槽71、橡胶环72。
具体实施方式
使用如图1-图6对本发明一实施方式的基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法进行入下说明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，该方法包括如下步骤：
S1：在矿区中矿场附近布置二面角反射器，通过无线信号实现北斗卫星与二面角反射器之间的连接；
S2：S1中二面角反射器与北斗卫星建立连接后，二面角反射器将反射的角度信号发送给北斗卫星；
S3：北斗卫星将S2中二面角反射器反射的角度信号反馈到地面的指挥中心，指挥中心的工作人员根据所得的信息判断二面角反射器角度是否发生变化，从而对采矿的工作方式进行及时的调整，保证采矿过程中的安全性，避免安全事故的发生；
其中S1中采用的一种二面角反射器，包括底座1，底座1上固定有壳体2，壳体2上方开设有通道，壳体2左侧壁上前后设有一组带通孔的矩形块21，矩形块21的通孔中设有环形隔板22，壳体2底部滑动安装有安装座3，安装座3右端通过弹簧与壳体2右侧内壁相连接；所述安装座3上左右对称设置有两个安装块，安装块中转动安装有一号转轴31，安装座3中部固定有铰接座32，一号转轴31穿过铰接座32将调节块铰接在铰接座32中，调节块上端安装有调节板4，调节块用于调节调节板4的角度；所述调节板4的下表面前后两侧对称设置有两组调节弹簧41，调节弹簧41下端与安装座3相连接，安装座3上表面前后对称设有两组固定块，固定块与调节弹簧41的分布相对应，固定块上同轴安装有一个一号带轮33与齿轮34，一号带轮33与一号转轴31之间通过带传动，齿轮34与调节弹簧41相啮合，调节弹簧41用于实现调节板4角度的调节；所述调节板4左端前后安装有一组电机，电机与壳体2左侧内壁上的矩形块21相对应，电机驱动推拉弹簧8转动，推拉弹簧8另一端穿过环形隔板22与安装座3的左端转动连接，推拉弹簧8用于带动安装座3移动；所述调节板4中部固定有支撑板42，支撑板42上端铰接有L形反射屏5，支撑板42中部转动安装有二号转轴6，二号转轴6的两端对称设有两个收线轮7，两个收线轮7上均收卷有拉绳，拉绳的上端分别与反射屏5的两个侧壁相连接，拉绳收卷的方向不同，拉绳用于调节反射屏5的左右角度；所述调节板4右端设有双轴电机43，双轴电机43的两个输出轴上均连接有离合器44，左侧的离合器44与二号转轴6相连接，右侧的离合器44驱动三号转轴转动，三号转轴与一号转轴31之间通过带传动；所述壳体2右侧设有控制器，控制器用于控制电机、双轴电机43与离合器44的工作。
工作时，将二面角反射器放置在所需的位置，建立二面角反射器与北斗卫星的连接，初步建立连接后，通过控制器控制电机驱动推拉弹簧8转动，从而使得推拉弹簧8在矩形块21的环形隔板22中转动，环形隔板22向上或向下挤压推拉弹簧8，从而使得推拉弹簧8带动安装座3向左或向右运动，从而使得反射屏5向左或向右运动，使得反射屏5作水平方向的调整，加强北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接强度，水平微调结束后，通过控制器控制双轴电机43转动，双轴电机43左侧的离合器44断开，右侧的离合器44工作，从而使得双轴电机43驱动三号转轴转动，并通过带传动实现一号转轴31的转动，一号转轴31的转动时通过传送带带动一号转轴31前后侧的一号带轮33转动，并且一号带轮33的转动方向相同，从而使得齿轮34同向转动，使得齿轮34推动调节弹簧41，进而使得一号转轴31一侧的调节弹簧41拉伸，另一侧的调节弹簧41压缩，使得调节板4绕铰接座32转动，从而使得反射屏5的前后角度得到调节，进一步加强了二面角反射器与北斗卫星之间的信号连接强度；反射屏5前后角度调节完成后，通过控制器控制双轴电机43右侧的离合器44断开，使得双轴电机43左侧的离合器44工作，双轴电机43驱动二号转轴6转动，从而使得收线轮7转动，因两个收线轮7上的拉绳收卷方向不同，从而使得一个收线轮7上的拉绳放出，另一个收线轮7上的拉绳收卷，拉绳带动反射屏5左右转动，实现反射屏5左右角度的调节，更进一步的加强了北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接强度，确保了北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接，使得北斗卫星能够实时的检测出矿区发生的地形变化，从而使得工作人员实时了解矿区情况，对后续的工作做出调整，确保矿区的安全。
如图2所示，所述底座1右侧设有一组齿形槽11，推拉弹簧8部分簧圈位于齿形槽11中，齿形槽11用于保证推拉弹簧8稳定的带动安装座3运动。当推拉弹簧8带动安装座3运动时，推拉弹簧8的部分簧圈卡在齿形槽11中，避免了推拉弹簧8的回弹，使得安装座3的左右移动更加的稳定，从而使得反射屏5水平方向调节时更加的稳定，避免调节后推拉弹簧8回弹造成调节后的角度不准，同时使得反射屏5水平方向调节过程更加稳定，方便反射屏5水平位置的调节，提高了调节的效率。
如图5与图6所示，所述收线轮7中周向均匀设有四个通槽71，通槽71的截面为波浪形，二号转轴6上对应设有四个弹性材质的连接块61，连接块61位于通槽71中，连接块61用于实现收线轮7的转动与左右摆动。当反射屏5左右方向上角度转动时，拉绳与收线轮7之间的夹角发生变化，弹性材质的连接块61变形使得收线轮7在拉绳的作用下可以做出相应的角度调整，从而使得拉绳能够顺利的收卷在收线轮7中，确保了反射屏5能够顺利的实现左右角度的调节，确保了二面角反射器与北斗卫星之间的信号连接。
如图5所示，所述连接块61中设有多个钢球62，钢球62分布在连接块61的外沿中，钢球62用于增加连接块61的强度。钢球62的存在增强了连接块61的强度，确保了连接块61能够顺利的带动收线轮7转动，同时钢球62的存在使得收线轮7的通槽71内壁能够更加方便挤压连接块61，使得连接块61变形，从而使得收线轮7的角度能够顺利的调整，确保了拉绳顺利的收卷在收线轮7上。
如图5所示，所述收线轮7分为左右两块，两块收线轮7通过螺栓连接，两块收线轮7之间设有橡胶环72，橡胶环72与连接块61之间留有缝隙。收线轮7分为左右两块使得收线轮7的拆装更加的简单，橡胶环72的设置使得橡胶环72在拉绳的摩擦作用下磨损时，橡胶环72能够更换，相对于一体的收线轮7受到磨损后直接报废，收线轮7的两半式的设置与橡胶环72的设置，使得磨损后的橡胶环72更换方便，使得收线轮7能够继续工作，有效的提高了收线轮7的使用寿命，避免了频繁更换收线轮7造成成本的浪费，橡胶环72与连接块61之间的缝隙为连接块61的变形提供了空间，使得连接块61能够顺利的变形，从而使得收线轮7能够顺利的进行角度调整对拉绳进行收卷，使得反射屏5的角度能够顺利调节。
如图2所示，所述底座1的四个角点上设置有一个膨胀螺栓12与三个可调节的地脚13。膨胀螺栓12的设置使得二面角发射器能够紧密的固定到所需的位置上，通过对三个地脚13的调节能够确保二面角反射器水平放置，确保了二面角反射器的稳定，方便了后续反射屏5角度的调节，同时避免了二面角反射器的位置、角度发生变化，确保了二面角反射器与北斗卫星之间的连接信号的稳定。
具体操作流程如下：
工作时，将二面角反射器放置在所需的位置，建立二面角反射器与北斗卫星的连接，初步建立连接后，通过控制器控制电机驱动推拉弹簧8转动，从而使得推拉弹簧8在矩形块21的环形隔板22中转动，环形隔板22向上或向下挤压推拉弹簧8，从而使得推拉弹簧8带动安装座3向左或向右运动，从而使得反射屏5向左或向右运动，使得反射屏5作水平方向的调整，加强北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接强度，水平微调结束后，通过控制器控制双轴电机43转动，双轴电机43左侧的离合器44断开，右侧的离合器44工作，从而使得双轴电机43驱动三号转轴转动，并通过带传动实现一号转轴31的转动，一号转轴31的转动时通过传送带带动一号转轴31前后侧的一号带轮33转动，并且一号带轮33的转动方向相同，从而使得齿轮34同向转动，使得齿轮34推动调节弹簧41，进而使得一号转轴31一侧的调节弹簧41拉伸，另一侧的调节弹簧41压缩，使得调节板4绕铰接座32转动，从而使得反射屏5的前后角度得到调节，进一步加强了二面角反射器与北斗卫星之间的信号连接强度；反射屏5前后角度调节完成后，通过控制器控制双轴电机43右侧的离合器44断开，使得双轴电机43左侧的离合器44工作，双轴电机43驱动二号转轴6转动，从而使得收线轮7转动，因两个收线轮7上的拉绳收卷方向不同，从而使得一个收线轮7上的拉绳放出，另一个收线轮7上的拉绳收卷，拉绳带动反射屏5左右转动，实现反射屏5左右角度的调节，更进一步的加强了北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接强度，确保了北斗卫星与二面角反射器之间的信号连接，使得北斗卫星能够实时的检测出矿区发生的地形变化，从而使得工作人员实时了解矿区情况，对后续的工作做出调整，确保矿区的安全。
以上，关于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。
工业实用性
根据本发明，此方法能够有效的对矿区的安全进行监控，从而此基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法在矿区安全监控技术领域中是有用的。
Claims (6)
1.一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1：在矿区中矿场附近布置二面角反射器，通过无线信号实现北斗卫星与二面角反射器之间的连接；
S2：S1中二面角反射器与北斗卫星建立连接后，二面角反射器将反射的角度信号发送给北斗卫星；
S3：北斗卫星将S2中二面角反射器反射的角度信号反馈到地面的指挥中心，指挥中心的工作人员根据所得的信息对采矿的工作方式进行及时的调整，保证采矿过程中的安全性；
其中S1中采用的一种二面角反射器，包括底座(1)，底座(1)上固定安装有壳体(2)，壳体(2)上方开设有通道，壳体(2)左侧壁上前后设有一组带通孔的矩形块(21)，矩形块(21)的通孔中设有环形隔板(22)，壳体(2)底部滑动安装有安装座(3)，安装座(3)右端通过弹簧与壳体(2)右侧内壁相连接；所述安装座(3)上左右对称设置有两个安装块，安装块中转动安装有一号转轴(31)，安装座(3)中部固定有铰接座(32)，一号转轴(31)穿过铰接座(32)将调节块铰接在铰接座(32)中，调节块上端安装有调节板(4)，调节块用于调节调节板(4)的角度；所述调节板(4)的下表面前后两侧对称设置有两组调节弹簧(41)，调节弹簧(41)下端与安装座(3)相连接，安装座(3)上表面前后对称设有两组固定块，固定块与调节弹簧(41)的分布相对应，固定块上同轴安装有一个一号带轮(33)与齿轮(34)，一号带轮(33)与一号转轴(31)之间通过带传动，齿轮(34)与调节弹簧(41)相啮合，调节弹簧(41)用于实现调节板(4)角度的调节；所述调节板(4)左端前后安装有一组电机，电机与壳体(2)左侧内壁上的矩形块(21)相对应，电机驱动推拉弹簧(8)转动，推拉弹簧(8)另一端穿过环形隔板(22)与安装座(3)的左端转动连接，推拉弹簧(8)用于带动安装座(3)移动；所述调节板(4)中部固定有支撑板(42)，支撑板(42)上端铰接有L形反射屏(5)，支撑板(42)中部转动安装有二号转轴(6)，二号转轴(6)的两端对称设有两个收线轮(7)，两个收线轮(7)上均收卷有拉绳，拉绳的上端分别与反射屏(5)的两个侧壁相连接，拉绳收卷的方向不同，拉绳用于调节反射屏(5)的左右角度；所述调节板(4)右端设有双轴电机(43)，双轴电机(43)的两个输出轴上均连接有离合器(44)，左侧的离合器(44)与二号转轴(6)相连接，右侧的离合器(44)驱动三号转轴转动，三号转轴与一号转轴(31)之间通过带传动；所述壳体(2)右侧设有控制器，控制器用于控制电机、双轴电机(43)与离合器(44)的工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，其特征在于：所述底座(1)右侧设有一组齿形槽(11)，推拉弹簧(8)部分簧圈位于齿形槽(11)中，齿形槽(11)用于保证推拉弹簧(8)稳定的带动安装座(3)运动。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，其特征在于：所述收线轮(7)中周向均匀设有四个通槽(71)，通槽(71)的截面为波浪形，二号转轴(6)上对应设有四个弹性材质的连接块(61)，连接块(61)位于通槽(71)中，连接块(61)用于实现收线轮(7)的转动与左右摆动。
4.根据权利要求3所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，其特征在于：所述连接块(61)中设有多个钢球(62)，钢球(62)分布在连接块(61)的外沿中，钢球(62)用于增加连接块(61)的强度。
5.根据权利要求3所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，其特征在于：所述收线轮(7)分为左右两块，两块收线轮(7)通过螺栓连接，两块收线轮(7)之间设有橡胶环(72)，橡胶环(72)与连接块(61)之间留有缝隙。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的矿区安全状态监控及数据处理方法，其特征在于：所述底座(1)的四个角点上设置有一个膨胀螺栓(12)与三个可调节的地脚(13)。
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