CN111516732A - 一种轨道在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基轨道在线监测系统，包括监控设备和被监控设备，监控设备包括数字摄像模块和机车，数字摄像模块安装在所述机车顶部，数字摄像模块在机车运行过程中对机车即将经过的所有轨道实时监测，并将其具体数据传输至总机，机车包括行走机构、减震机构和基座，行走机构连接所述减震机构，减震机构连接基座。通过安装在机车顶部的数字摄像机，在机车运行过程中对机车即将经过的所有轨道实时监测，再通过计算机分析与数据对比，发现轨道存在的隐患，通过手机app下发通知给管理人员及维护人员，系统结构简单，可操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及智能监测技术领域，具体说是涉及矿井下一种矿井在线监测系统。
背景技术
在矿产的开发利用过程中，例如煤矿或铁矿，需要在矿井中进行掘进开采，并将开采的矿石运输至地面，运输车需要沿着轨道运行。矿井下轨道距离长约数千米，机车重、运输量大，对轨道损坏较大，经常出现道轨轨间距变大、轨道上有落矿、道岔不到位等安全隐患，为解决这一问题，传统的轨道在线监测系统采用传感器测量轨距、监测道岔到位情况等信息，由于传感器安装在轨道，只能监测某一段的轨道情况。
另一方面，目前的轨道在线监测系统只能监控轨道部分的信息，由于监测设备无法脱离轨道，对于开采端的开采工作面、开采掘进设备的工作状态无法监测。
存在有以下不足：(1)误差大，即只能检测车辆通过定点时的数据，对车辆在两定点传感器见得运行状态无法检测；(2)由于无实时监测功能，车辆是否处于故障状态控制室无法知道。
发明内容
本发明的目的即在于提供一种轨道在线监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种轨道在线监测系统，包括监控设备和被监控设备，所述监控设备包括摄像模块和机车，所述摄像模块安装在所述机车顶部，所述摄像模块在所述机车运行过程中对所述机车经过路段的周围进行实时监测，并将监测信息传输至总机；所述机车包括行走机构、减震机构和基座，所述行走机构上设有所述减震机构，所述减震机构上设有所述基座。
优选的，所述减震机构包括减震底座、第一减震柱、第二减震柱和第三减震柱，所述第一减震柱、第二减震柱和第三减震柱分别固定安装在减震底座上，所述第二减震柱和第三减震柱分别设置在第一减震柱的两侧，所述第一减震柱包括主减震弹簧，所述主减震弹簧的上下两端分固定有减震盘，所述第二减震柱和第三减震柱均包括减震筒、连接杆、副减震弹簧I和副减震弹簧II，所述减震筒固定在减震底座上，所述副减震弹簧I安装在所述减震筒内，所述连接杆固定在副减震弹簧I上，所述连接杆与减震筒之间安装有副减震弹簧II。
优选地，所述基座上设置有旋转机构，所述摄像模块通过所述旋转机构设于所述机车的基座上，所述摄像模块通过所述旋转机构实现观测角度的调节。
优选地，所述行走机构包括行走电机和车轮，所述行走电机的输出端安装车轮，矿井的地面设有与所述车轮配合的轨道，所述车轮可在轨道上移动。
优选地，所述摄像模块包括数字摄像机、位置传感器和单片机，所述数字摄像机和位置传感器的输出端均通过数据传输线连接于单片机的输入端，所述单片机的输出端将数据传输至总机，所述单片机内置于所述基座内。
优选地，所述总机为安装有轨道在线监测分析系统的计算机，所述分析系统具有根据传回的视频数据，计算轨道之间的距离，通过视频识别技术确定轨道是否有异物、道岔是否到位的功能；以及所述分析系统具有自学习功能，可以通过图片学习，对未出现过的异常存储在异常数据库，当下次出现类似异常能够快速对比并发出控制信号；以及所述分析系统具有数据分析功能，能分析经常故障路段、事故发生频率等，可根据计算结果与识别情况，发送通知到手机app或控制机车停止运行的功能。
优选地，所述被监控设备包括矿井掘进装置，所述矿井掘进装置包括底盘，所述底盘底部设有行走履带；所述底盘上设有输送管，所述底座沿所述输送管长度延伸方向的两端，分别设有推送装置和收集箱，输送管靠近收集箱的一端与收集箱连通或位于收集箱的上侧；
所述推送装置包括连接筒和铲斗，所述连接筒与所述铲斗连通，所述铲斗通过推送杆与所述底盘连接，所述推送杆用于将所述铲斗抬升使所述连接筒与所述输送管连通。
优选地，所述输送管倾斜角度可以调节的设于所述底盘上。
优选地，所述底座上还设有破岩装置，所述破岩装置位于所述铲斗的上方，所述破岩装置包括截割滚筒组件、伸缩臂，述伸缩臂一端固定在所述底座上，一端与所述截割滚筒组件连接，所述伸缩臂带动所述截割滚筒组件做直线运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的轨道在线监测系统，采用数字摄像机安装在机车顶部，在机车运行过程中对机车即将经过的所有轨道实时监测，通过计算机分析与数据对比，发现轨道存在的隐患，通过手机app下发通知给管理人员及维护人员，系统结构简单，可操作性强。
与现有技术相比，本发明的矿井掘进装置，同时完成破岩掘进、矿石收集、矿石的运输工作，减少了矿井巷道掘进步骤，提高了掘进效率。当然该矿井掘进装置也可以用于煤矿、铁矿等矿石的开采、收集和运输过程中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明减震机构的结构示意图。
图3为本发明旋转机构的结构示意图。
图4为本发明行走电机与车轮的结构示意图。
图5为本发明被监控设备侧面结构示意图。
图6为图5被监控设备连通筒与输送管连通状态示意图。
图7为本发明被监控设备俯视结构示意图。
图8为本发明被监控设备一个实施例中俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例：
本发明公开了一种轨道在线监测系统，如图1至图4共同所示，包括监控设备和被监控设备，监控设备包括数字摄像模块和机车，数字摄像模块安装在机车顶部，数字摄像模块在机车运行过程中对机车即将经过的所有轨道实时监测，并将其具体数据传输至总机，机车包括行走机构21、减震机构22和基座23，行走机构21连接减震机构22，减震机构22连接于基座23。
本实施例涉及的的轨道在线监测系统，如图2所示，减震机构包括减震底座220、第一减震柱221、第二减震柱222和第三减震柱223，第一减震柱221、第二减震柱222和第三减震柱223分别固定安装在减震底座220上，第二减震柱222和第三减震柱223分别设置在第一减震柱221的两侧，第一减震柱221包括主减震弹簧224，主减震弹簧224的上下两端分固定有减震盘225，第二减震柱222和第三减震柱223均包括减震筒226、连接杆227、副减震弹簧I228和副减震弹簧II229，减震筒226固定在减震底座220上，副减震弹簧I228安装在减震筒226内，连接杆227固定在副减震弹簧I228上，连接杆227与减震筒226之间安装有副减震弹簧II229。减震机构的设计，可有效保证本实施例的检测系统在机车行进过程中不会产生巨大的晃动，从而保证了数字摄像模块的成像率。
本实施例涉及的轨道在线监测系统，如图3所示，基座上还设置有旋转机构24，数字摄像模块通过旋转机构连接于机车的基座上，旋转机构包括步进电机240、主动轮241、从动轮242，步进电机240固定于基座的外侧，主动轮241安装于步进电机240的输出端，从动轮242固定在基座上，主动轮241与从动轮242之间通过皮带连接，数字摄像模块通过旋转机构24可实现观测角度的调节。
本实施例涉及的轨道在线监测系统，如图4所示，行走机构21包括轨道、行走电机211和车轮212，行走电机211的输出端安装车轮212，车轮212可在轨道上移动，轨道固定在井下的地基上。
本实施例涉及的轨道在线监测系统，如图1所示，数字摄像模块包括数字摄像机11、位置传感器13和单片机14，数字摄像机11和位置传感器13的输出端均通过数据传输线12连接于单片机14的输入端，单片机14的输出端将数据传输至总机，单片机14内置于基座23内。
本实施例涉及的轨道在线监测系统，所述总机为安装有轨道在线监测分析系统的计算机，前述分析系统具有根据传回的视频数据，计算轨道之间的距离，通过视频识别技术确定轨道是否有异物、道岔是否到位的功能、其他被监控设备工作状态是否正常；以及前述分析系统具有自学习功能，可以通过图片学习，对未出现过的异常存储在异常数据库，当下次出现类似异常能够快速对比并发出控制信号；以及前述分析系统具有数据分析功能，能分析经常故障路段、事故发生频率等，可根据计算结果与识别情况，发送通知到手机app或控制机车停止运行的功能。
本实施例涉及的轨道在线监测系统，采用数字摄像机安装在机车顶部，在机车运行过程中对机车即将经过的所有轨道实时监测，通过计算机分析与数据对比，发现轨道存在的隐患，通过手机app下发通知给管理人员及维护人员，系统结构简单，可操作性强。
另一方面，前述被监控设备包括轨道和矿井掘进装置，如图5至图7共同所示，矿井掘进装置包括底盘1，所述底盘1底部设有行走履带2，所述行走履带2由第一驱动部驱动；第一驱动部为电机或者其他驱动装置，所述底盘1上设有输送管3，所述底盘1沿所述输送管3长度延伸方向的两端，其中一端设有与所述输送管3配合的推送装置，另一端设有收集箱4，输送管3靠近收集箱4的的一端与收集箱4连通或位于收集箱4的上侧；
所述底盘1一端的所述推送装置包括连接筒5和铲斗6，所述连接筒5设于所述铲斗6的斗壁上，所述铲斗6通过推送杆7与所述底盘1连接，推送杆7可以将铲斗6抬起到不同的高度，从而可以将连接筒5与输送管3连通，从而将铲斗6内的矿石通过连接筒5、输送管3输送到收集箱4内。
优选地，所述连接筒4和所述铲斗6的连接处设有控制连接筒4与铲斗6连通与否的挡门，所述挡门位于所述铲斗6正对矿石的斗壁上，所述挡门由电缸或者气缸驱动，电缸或者气缸设于连接筒5外侧或者铲斗6的外侧，当铲斗9进行向前推进将矿石收集在铲斗的过程中及铲斗通过推送杆7调节将铲斗抬高，使连接筒5与输送管3对接的过程中，挡门始终关闭，防止矿石坠落；当连接筒5与输送管3对接完成，则打开挡门，使铲斗6中的矿石依次通过连接筒、输送管进入到收集箱4内。
优选地，所述输送管3活动连接在所述底盘1上，从而能够调节所述输送管的倾斜角度，以便输送管与连接筒连接。具体的，如图5和图6所示，在一个实施例中，输送管7靠近收集箱4的一端铰接在底座1上，输送管3靠近铲斗6的一端与输送管驱动装置10连接，10输送管驱动装置固定在底座1上，该输送管驱动装置10可以是油缸、气缸或者电缸，通过调整输送管靠近铲斗的一端的高度来调节输送管倾斜的角度。在另一个实施例中，底座1上设有输送管固定架，输送管固定架上设有输送管驱动装置，该输送管驱动装置可以是油缸、气缸或者电缸，输送管驱动装置的输出端与输送管焊接或螺栓固定，通过输送管驱动装置调节输送管倾斜的角度，本实施中不仅可以调节输送管倾斜的角度，还可以调节输送管向铲斗一侧和收集箱一侧延伸的距离，在进行维修或者检修作业时，可以通过输送管将铲斗翘起来，便于进行维修或者检修。
优选地，连接筒5可以插入输送管3中，防止输送过程中矿石乱跑。
优选地，连通筒5为可伸缩的多段结构，例如三个套筒依次套设，形成三段式套筒结构的连通筒。可伸缩结构的连通筒结构方便与输送管连通。
所述底盘上还设有破岩装置，所述破岩装置位于所述铲斗6的上方，所述破岩装置包括截割滚筒组件8、伸缩臂9，所述伸缩臂9一端固定在所述底座1上，一端与所述截割滚筒组件8连接，所述所述伸缩臂带动所述截割滚筒组件做直线运动。进一步的还包括旋转组件，所述旋转组件带动所述截割滚筒组件做旋转运动。
破岩装置在进行破岩作业时，铲斗6正好位于破岩作业面的下方，破岩切割下的矿石正好掉到铲斗6中，当铲斗6中装满矿石时，破岩装置停止作业，伸缩臂带动整个破岩装置回缩，从而为铲斗6向上运动提供避让，铲斗6向上运动后使铲斗6上的连接筒5与输送管3对接，进行矿石输送。
当然，上述实施例中，也可以进行如下设置，如图8所示，将破岩装置设置在铲斗水平方向的一侧，此种设置，破岩装置可以持续进行破岩作业，在铲斗6进行矿石输送作业时，破岩装置不需要进行避让。
优选地，底座面向收集箱的端面上设有推板，推板用于将落在收集箱内的矿石向收集箱后侧推送，防止矿石集中落在某一个区域。
优选的，收集箱底部还设有漏孔，矿石通过漏孔落在位于轨道的运输小车上，通过运输小车将矿石运走
与现有技术相比，本发明的矿井掘进装置，同时完成破岩掘进、矿石收集、矿石的运输工作，减少了矿井巷道掘进步骤，提高了掘进效率。当然该矿井掘进装置也可以用于煤矿、铁矿等矿石的开采、收集和运输过程中。
通过驱动装置驱动掘进装置在矿井内行走，操作人员通过操作盘在矿井外进行操作，不需要工作人员进入矿井内，在操作过程中通过推杆机构和铲斗将下矿井内碎石进行收集，收集后通过推杆机构和铲斗相互配合，将碎石通过输送管输送到后端收集箱内，进行收集，不断的将矿井内的碎石收集。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种轨道在线监测系统，其特征在于：包括监控设备和被监控设备，所述监控设备包括摄像模块和机车，所述摄像模块安装在所述机车顶部，所述摄像模块在所述机车运行过程中对所述机车经过路段的周围进行实时监测，并将监测信息传输至总机；所述机车包括行走机构、减震机构和基座，所述行走机构上设有所述减震机构，所述减震机构上设有所述基座。
2.根据权利要求1所述的轨道在线监测系统，其特征在于：所述减震机构包括减震底座、第一减震柱、第二减震柱和第三减震柱，所述第一减震柱、第二减震柱和第三减震柱分别固定安装在减震底座上，所述第二减震柱和第三减震柱分别设置在第一减震柱的两侧，所述第一减震柱包括主减震弹簧，所述主减震弹簧的上下两端分固定有减震盘，所述第二减震柱和第三减震柱均包括减震筒、连接杆、副减震弹簧I和副减震弹簧II，所述减震筒固定在减震底座上，所述副减震弹簧I安装在所述减震筒内，所述连接杆固定在副减震弹簧I上，所述连接杆与减震筒之间安装有副减震弹簧II。
3.根据权利要求1所述的轨道在线监测系统，其特征在于：所述基座上设置有旋转机构，所述摄像模块通过所述旋转机构设于所述机车的基座上，所述摄像模块通过所述旋转机构实现观测角度的调节。
4.根据权利要求1所述的轨道在线监测系统，其特征在于：所述行走机构包括行走电机和车轮，所述行走电机的输出端安装车轮，矿井的地面设有与所述车轮配合的轨道，所述车轮可在轨道上移动。
5.根据权利要求1所述的轨道在线监测系统，其特征在于：所述摄像模块包括数字摄像机、位置传感器和单片机，所述数字摄像机和位置传感器的输出端均通过数据传输线连接于单片机的输入端，所述单片机的输出端将数据传输至总机，所述单片机内置于所述基座内。
6.根据权利要求1所述的轨道在线监测系统，其特征在于：所述总机为安装有轨道在线监测分析系统的计算机，所述分析系统具有根据传回的视频数据，计算轨道之间的距离，通过视频识别技术确定轨道是否有异物、道岔是否到位的功能；以及所述分析系统具有自学习功能，可以通过图片学习，对未出现过的异常存储在异常数据库，当下次出现类似异常能够快速对比并发出控制信号；以及所述分析系统具有数据分析功能，能分析经常故障路段、事故发生频率等，可根据计算结果与识别情况，发送通知到手机app或控制机车停止运行的功能。
7.根据权利要求1所述的轨道在线监测系统，其特征在于，所述被监控设备包括矿井掘进装置，所述矿井掘进装置包括底盘，所述底盘底部设有行走履带；所述底盘上设有输送管，所述底座沿所述输送管长度延伸方向的两端，分别设有推送装置和收集箱，输送管靠近收集箱的一端与收集箱连通或位于收集箱的上侧；
所述推送装置包括连接筒和铲斗，所述连接筒与所述铲斗连通，所述铲斗通过推送杆与所述底盘连接，所述推送杆用于将所述铲斗抬升使所述连接筒与所述输送管连通。
8.据权利要求7所述的轨道在线监测系统，其特征在于，所述输送管倾斜角度可以调节的设于所述底盘上。
9.根据权利要求7所述的轨道在线监测系统，其特征在于，所述底盘上还设有破岩装置，所述破岩装置位于所述铲斗的上方，所述破岩装置包括截割滚筒组件、伸缩臂，述伸缩臂一端固定在所述底座上，一端与所述截割滚筒组件连接，所述伸缩臂带动所述截割滚筒组件做直线运动。
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