CN111775975A - 一种矿车定位控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种矿车定位控制系统与方法，属于装矿技术领域，系统包括：矿车，矿车数量为多个，相邻两个矿车相互连接；电机车，包括头部电机车和尾部电机车，电机车配置有数据采集系统和远程控制系统，数据采集系统采集头部电机车和尾部电机车运行时的电流和电压信息并输出；监测系统，用于实时采集电机车状态信息和矿车的位置信息并输出；远端操控装置，根据监测系统输出的位置信息和状态信息以及数据采集系统输出的电流和电压信息，控制头部电机车和尾部电机车移动。本公开提供的矿车定位控制系统，使得双电机车编组所有电机车和矿车连接结构处于张紧状态，定位更准确、对位移动更高效，可减少撒矿、漏矿等现象的发生，提高装矿效率。

Description

一种矿车定位控制系统与方法

技术领域

本公开属于装矿技术领域，具体涉及一种矿车定位控制系统与方法。

背景技术

随着资源开发难度的加大，地下开采成为矿业开发的主要方式，当前我国有数万座的矿山，而且采用地下开采的占绝大多数。在开采过程中，矿山需要把采场开采出来的矿山通过溜井下部的振动放矿机，装载到电机车上，经由运输中段的有轨运输线路，将矿山运输到卸载站，以此往复循环。在国内外超过千米的深井已建成多座，随着开采深度的增加，采用有轨电机车运输的过程除了噪音、粉尘和潮湿，地压造成的片帮事故、高温和通风不畅造成的环境风险等成为矿山生产的主要危险源之一。因此，国内外科研院所开始研发无人驾驶电机车或者远程遥控的有轨运输系统，有轨运输无人驾驶系统也在部分矿山得到成功实施。

在矿山有轨运输无人驾驶和远程控制的电机车运行系统中，因为电机车和矿车、矿车之间的连接一般都采用套环或者挂钩，存在较大的链接间隙和间距，导致电机车牵引的矿车在装载站实现正确对位装矿的效率很低，经常因为对位不准确导致振动放矿机在装矿过程中出现撒矿、漏矿，造成电机车无法通行，需要人员进入巷道内处理，导致整个有轨运输系统运行效率低，人员进入后存在大量的安全风险。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种矿车定位控制系统和方法，定位准确，可减少撒矿、漏矿等现象的发生。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，本公开提供一种矿车定位控制系统，包括：

矿车，所述矿车数量为多个，相邻两个所述矿车相互连接；

电机车，所述电机车用于向所述矿车提供牵引力和制动功能，所述电机车包括头部电机车和尾部电机车，所述头部电机车连接于所述矿车前进方向的头部，所述尾部电机车连接于所述矿车前进方向的尾部，所述头部电机车与所述尾部电机车共同牵引所述矿车运行，所述头部电机车和所述尾部电机车配置有数据采集系统和远程控制系统，所述数据采集系统采集所述头部电机车和所述尾部电机车运行时的电流和电压信息并输出；

监测系统，所述监测系统安装于矿山溜井底部的运输巷道内，所述监测系统用于实时采集所述电机车的状态信息和所述矿车的位置信息并输出；

远端操控装置，所述远端操控装置与所述头部电机车和所述尾部电机车通过通讯系统连接，所述远端操控装置根据所述监测系统输出的位置信息和状态信息以及所述数据采集系统输出的电流电压信息，通过所述远程控制系统控制所述头部电机车和所述尾部电机车移动，以改变所述头部电机车、多个所述矿车和所述尾部电机车的相邻两者间的间距。

在本公开的一种示例性实施例中，所述矿车定位控制系统还包括：

放矿装置，所述放矿装置配置有现场控制系统；

摄像系统，所述摄像系统安装于矿山溜井底部的运输巷道内，所述摄像系统用于实时采集所述电机车、所述矿车和所述放矿装置的图像信息并输出；

所述现场控制系统依据所述摄像系统输出的图像信息和所述监测系统输出的位置信息和状态信息，控制所述放矿装置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述放矿装置还配置有就地执行系统，所述远端操控装置与所述就地执行系统通讯连接，所述远端操控装置根据所述摄像系统输出的图像信息和所述监测系统输出的位置信息和状态信息，通过所述就地执行系统控制所述放矿装置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述监测系统包括激光雷达装置和激光雷达控制器，所述激光雷达装置设置于所述巷道内部靠近顶部位置，所述激光雷达装置实时监测所述电机车的状态信息和所述矿车的位置信息和并传送至所述激光雷达控制器，所述激光雷达控制器与所述激光雷达装置通讯连接，所述激光雷达控制器用于接收所述激光雷达装置传送的信息并进一步输出，所述远端操控装置根据所述激光雷法控制器输出的信息，通过所述远程控制系统控制所述电机车。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光雷达装置包括激光雷达和用于安装所述激光雷达的雷达支架，所述雷达支架可调节所述激光雷达扫描的角度和方向。

在本公开的一种示例性实施例中，摄像装置用于实时采集所述电机车、所述矿车和所述放矿装置的图像信息并输出至所述现场控制系统或所述远端操控装置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述摄像装置包括摄像机和用于安装所述摄像机的摄像支架，所述摄像支架可调节所述摄像机的可视角度和方向。

在本公开的一种示例性实施例中，所述远端操控装置包括图像显示单元和控制单元，所述图像显示单元用于显示所述摄像系统输出的图像信息，所述控制单元用于根据所述摄像系统输出的图像信息和所述监测系统输出的位置信息和状态信息控制所述电机车或放矿装置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电机车还配置有有轨运输无人驾驶系统，所述有轨运输无人驾驶系统包括控制器和安全检测系统，所述安全监测系统用于实时采集轨道状态信息、巷道状态信息以及所述电机车的自身状态信息并传送至所述控制器，所述控制器根据所述安全监测系统传送的信息控制所述电机车。

根据本公开的第二个方面，本公开提供一种矿车定位控制方法，采用上述所述的矿车定位控制系统，所述矿车定位控制方法包括：

所述数据采集系统采集所述头部电机车和所述尾部电机车运行时的电流和电压信息并输出；

所述监测系统实时采集所述电机车的状态信息和所述矿车的位置信息并输出；

所述远端操控装置根据所述监测系统输出的位置信息和状态信息以及所述数据采集系统输出的电流和电压信息，通过所述远程控制系统控制所述头部电机车和所述尾部电机车移动，以改变所述头部电机车、多个所述矿车和所述尾部电机车的相邻两者间的间距。

本公开提供的矿车定位控制系统，包括矿车、电机车、监测系统和远端操控装置，其中电机车连接于矿车编组的首尾两端，包括头部电机车和尾部电机车。头部电机车与尾部电机车共同牵引矿车运行，头部电机车和尾部电机车具备制动功能，如此，采用双电机车可以为矿车提供更加充足的牵引力和制动功能，从而为改变电机车与矿车、或矿车之间的间隙和间距提供结构基础。电机车配置有数据采集系统，数据采集系统用于采集电机车运行时的电流和电压信息，电流和电压信息可以反映电机车的运行状态。监测系统实时监测电机车和矿车的位置信息和状态信息，远端操控装置根据位置信息、状态信息、电流和电压信息，调节电机车的运行状态，控制头部电机车和尾部电机车的运行方向、速度大小和制动方式等，以改变电机车与矿车、或矿车间的连接间隙和间距，使得双电机车编组所有电机车和矿车连接结构处于张紧状态，便于矿车更加高效的完成定位。本公开提供的矿车定位系统，定位更准确和对位移动更高效，可防止撒矿、漏矿等现象的发生，提高装矿效率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出本公开示例性实施例中装矿作业状态图；

图2示出本公开示例性实施例中装矿作业另一角度状态图；

图3示出本公开示例性实施例中电机车与矿车、相邻两个矿车之间的连接结构示意图；

图4示出本公开示例性实施例中矿车定位控制系统结构示意图；

图5示出本公开另一示例性实施例中矿车定位控制系统结构示意图。

符号说明

第一连接件10、第二连接件20、插销30、矿车100、电机车、头部电机车210、尾部电机车220、数据采集系统300、远程控制系统400、监测系统500、激光雷达装置510、远端操控装置600、摄像系统700、摄像装置710、放矿装置800、现场控制系统900、就地执行系统1000。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

相关技术中，如图3所示，在矿山装矿作业中，电机车与矿车的连接以及各个矿车之间的连接一般都采用套环或者挂钩，以电机车和矿车为例，两者之间的连接结构一般包括，连接于电机车的第一连接件10、连接于矿车的第二连接件20，以及将第一连接件10和第二连接件20连接的插销30，且第一连接件10与第二连接件20可相对转动。对于此种连接方式，由于第一连接件10和第二连接件20可相对转动，因此，相互连接的电机车和矿车间的间距会发生变化，同理，多个矿车间的间距也会发生变化。在装矿过程中，需要将电机车与矿车进行定位，然而相关定位技术中，往往忽略了电机车与矿车、或矿车间的间距变化，导致定位不准确，出现撒矿、漏矿现象。

请参见图1、图2及图4，本公开提供一种矿车定位控制系统，包括：矿车100，矿车100数量为多个，相邻两个矿车100相互连接；电机车，电机车用于向矿车100提供牵引力和制动功能，电机车包括头部电机车210和尾部电机车220，头部电机车210连接于矿车100前进方向的头部，尾部电机车220连接于矿车100前进方向的尾部，头部电机车210和尾部电机车220共同牵引矿车100运行，电机车配置有数据采集系统300和远程控制系统400，数据采集系统300采集头部电机车210和尾部电机车220运行时的电流和电压信息并输出；监测系统500，监测系统500安装于矿山溜井底部的运输巷道内，监测系统500用于实时采集电机车的状态信息和矿车100的位置信息并输出；远端操控装置600，远端操控装置600与头部电机车210和尾部电机车220通过通讯系统连接，远端操控装置600根据监测系统500输出的位置信息和状态信息以及数据采集系统300输出的电流和电压信息，通过远程控制系统400控制头部电机车210和尾部电机车220移动，以改变头部电机车210、多个矿车100和尾部电机车220的相邻两者间的间距。

本公开提供的矿车定位控制系统，包括矿车100、电机车、监测系统500和远端操控装置600，其中电机车连接于多个矿车100形成的编组的首尾两端，包括头部电机车210和尾部电机车220。头部电机车210和尾部电机车220分别向矿车100提供牵引力和制动功能，如此，采用双电机车可以为矿车100提供双向的牵引力和制动功能，为改变电机车与矿车100、或矿车100之间的空隙和间距提供结构基础。电机车配置有数据采集系统300，数据采集系统300用于采集电机车运行时的电流和电压信息，电流和电压信息可以反映电机车的运行状态。监测系统500实时监测电机车的状态信息和矿车100的位置信息，远端操控装置600根据位置信息、状态信息、电流和电压信息，调节电机车的运行状态，控制头部电机车210和尾部电机车220的运行方向、速度大小、制动功能等，以改变电机车与矿车100、或矿车100与矿车间的空隙和间距，从而完成定位。本公开提供的矿车定位系统，使得双电机车编组所有电机车和矿车连接结构处于张紧状态，定位更准确和对位移动更高效，可防止撒矿、漏矿等现象的发生，提高装矿效率。

如图1、图2及图4所示，矿车定位控制系统包括矿车100，矿车100数量为多个，多个矿车100相互连接形成编组。相邻两个矿车间通过挂钩或套环的连接结构完成连接。在本公开示例性实施例中，相邻两个矿车100间的连接方式可以类比于图3所示的连接方式。每个矿车100均可以承载矿石，且每个矿车100间的间距均可调。电机车用于向矿车100提供牵引力和制动功能。在本公开示例性实施例中，电机车牵引矿车100进行移动，当一个矿车装满时，电机车牵引矿车移动，对下一个矿车进行装矿，直至全部矿车完成装矿。

电机车包括头部电机车210和尾部电机车220，头部电机车210连接于多个矿车100前进方向的头部，为多个矿车100提供前进方向的牵引力，尾部电机车220连接于矿车100前进方向的尾部，在此需说明的是，多个矿车100即表示矿车所组成的编组。头部电机车210和尾部电机车220共同为矿车100提供牵引力和制动功能。在此需说明的是，此处矿车100的前进方向只是为了便于区分头部电机车210与尾部电机车220，但具体在实际装矿过程中，头部电机车210和尾部电机车220的名称可互换，只要表明两者提供各自的牵引力和制动功能即可。电机车配置有数据采集系统300和远程控制系统400，其中，数据采集系统300采集头部电机车210和尾部电机车220的电流和电压信息并输出。在本公开示例性实施例中，电机车通过电动机转动，从而带动车轮转动。电流和电压信息反映电机车的运行状态，如在电机车制动时，电流和电压的大小可以反映电机车的制动状态。

监测系统500安装于矿山溜井底部的运输巷道内，用于实时采集电机车的状态信息和矿车100的位置信息并输出。状态信息可以包括身份状态确认，如确认是电机车的型号等。位置信息包括矿车编组中每个矿车的位置信息。远端操控装置600与头部电机车210和尾部电机车220通过通讯系统连接，具体地，在本公开示例性实施例中，远端操控装置600与头部电机车210和尾部电机车220无线通讯连接。远端操控装置600根据监测系统500输出的位置信息和状态信息，以及数据采集系统300输出的电流和电压信息，通过远程控制系统400控制头部电机车210和尾部电机车220移动，以改变头部电机车210、多个矿车100和尾部电机车220相邻两者间的间隙和间距。具体可改变图3中连接结构中，第一连接件10和第二连接件20的转动状态，从而改变电机车与矿车、或相邻两个矿车间的间距。在本公开示例性实施例中，当通过远程控制系统400控制头部电机车210和尾部电机车220移动时，可以牵引矿车100移动，将矿车100间的间隙和间距，以及电机车与矿车100间的间隙和间距拉至最大，也即将电机车与矿车100全部张紧，以使编组的间距不再变化，以此增加定位和装矿对位的稳定性和效率。在本公开示例性实施例中，远端操控技术人员可以根据监测系统500输出的位置信息和状态信息，以及数据采集系统300输出的电流和电压信息，经过合理标定后，向远端操控装置输入参数，重新设定头部电机车210和尾部电机车220的运行参数，如电流大小、电压大小等，以此改变头部电机车210和尾部电机车220的运行状态，改变头部电机车210、多个矿车100和尾部电机车220相邻两者间的间隙和间距。当然，也可在远端操控装置600内设定数据存储单元，提前输入相关参数，如完成电机车牵引和制动时的电流和电压范围，并设定比较单元，用于在定位和对位过程中实现双电机车牵引编组张紧时的电机车状态范围，同时设定控制单元，控制单元根据比较结果等，自动控制头部电机车210和尾部电机车220的运行状态。

如图1、图2及图5所示，在本公开示例性实施例中，矿车定位控制系统还包括放矿装置800和摄像系统700。放矿装置800配置有现场控制系统900。摄像系统700安装于巷道，用于实时采集电机车、矿车100和放矿装置800的图像信息并输出。现场控制系统900根据摄像系统700输出的图像信息和监测系统500输出的位置信息和状态信息，控制放矿装置800。放矿装置800为出矿设备，用于向矿车100内装载矿石。在本公开示例性实施例中，放矿装置800可以选用振动放矿机。振动放矿机是以振动电机为动力源，利用安装在振动电机主轴两端的偏心块在旋转运动中所产生的离心力来得到激振力，驱使振动放矿机台面和物料做周期直线往复振动，当放矿机体振动的加速度垂直大于重力加速度时，机体中的物料被抛起,并按照抛物线的轨迹向前跳跃运动，抛起和下落在瞬间完成，由于振动电机的连续振动，放矿机体也连续振动，机体中的物料连续向前跳跃，这样就达到放矿和输送矿石的目的。

在本公开示例性实施例中，放矿装置800还包括就地执行系统1000，远端操控装置600与就地执行系统1000通讯连接，远端操控装置600根据摄像系统700输出的图像信息和监测系统500输出的位置信息和状态信息，通过就地执行系统1000控制放矿装置800。在本公开示例性实施例中，放矿装置800同时配置有现场控制系统900和就地执行系统1000，其中现场控制系统900可以直接控制放矿装置800，实现放矿装置800的自动装矿控制，达到在非特殊情况下不利用远端操控装置600进行远程放矿的目的。而就地执行系统1000的配置，可以在特殊情况下，如发生撒矿、漏矿等装矿事故时，通过远端操控装置600来控制放矿装置800，从而有助于保障装矿作业安全进行。

如图1、图2及图4所示，在本公开示例性实施例中，监测系统500包括激光雷达装置510和激光雷达控制器，激光雷达装置510设置与巷道顶部，用于实时监测电机车和矿车100的位置信息和状态信息。进一步地，在本公开示例性实施例中，激光雷达装置510设置于正对放矿装置800的溜井底部巷道侧壁靠近顶部位置。激光雷达装置510包括激光雷达和用于安装激光雷达的雷达支架(图未示)，雷达支架可调节激光雷达扫描的角度和方向。在本公开示例性实施例中，激光雷达的扫描范围竖直视场角可以达到30°，水平视场角可以达到120°，可实现对电机车和矿车100位置信息和状态信息等的识别。激光雷达可选用固态激光雷达、单线激光雷达或多线激光雷达并配置相应的旋转云台等。当然，激光雷达还可以替换为红外、毫米波等具有监测功能的其他监测设备。在本公开示例性实施例中，激光雷达选用固态激光雷达，具体采用激光等级为CLASS 1，波长905nm，探测距离10m，探测精度5cm，水平视场角，11°～120°，等效线数16，尺寸大小110mm×100mm×56mm的小型固态雷达。在本公开示例性实施例中，固态激光雷达包含激光测距系统和角度控制系统，激光测距系统利用激光来测量激光雷达与周围环境的距离，从而通过距离测量值和激光发射角度值来确定周围环境的扫描面，扫描面的范围可根据实际情况进行调整。在本公开示例性实施例中，激光雷达装置510还包括防水保护壳，用于保护激光雷达不受损坏。激光雷达控制器与激光雷达通讯连接，激光雷达控制器用于接收激光雷达装置510传送的信息并进一步输出，远端操控装置600根据激光雷法控制器输出的信息，通过远程控制系统400控制电机车。

摄像系统700包括设置于巷道壁面的摄像装置710，摄像装置710用于实时采集电机车、矿车100和放矿装置800的图像信息并输出至现场控制系统900或远端操控装置600。在本公开示例性实施例中，摄像装置710包括摄像机和用于安装摄像机的摄像支架，摄像支架可调节摄像机的可视角度和方向。在本公开示例性实施例中，摄像机采用工业视频摄像头，摄像头的分辨率(Resolution)：PAL制为768×576，NTSC制为640×480。摄像头的像素深度(Pixel Depth)：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，数字工业相机也可以采用10Bit、12Bit。摄像头的最大帧率(Frame Rate)/行频(Line Rate)：对于面阵相机机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.)，对于线阵相机为每秒采集的行数(Hz)。摄像头的像元尺寸(Pixel Size)：相机像元尺寸一般为3μm-10μm。摄像头的曝光方式(Exposure)和快门速度(Shutter)：对于线阵相机机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间，相机提供外触发采图的功能，快门速度10微秒或更快。摄像头的光谱响应特性(Spectral Range)：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，响应范围350nm-1000nm。在本公开示例性实施例中，摄像装置710还包括防水保护壳，用于保护摄像装置710不受损坏。

在本公开示例性实施例中，远端操控装置600包括图像显示单元和控制单元，图像显示单元用于显示摄像系统700输出的图像信息，包括电机车、矿车100和放矿装置800的图像信息。控制单元用于根据摄像系统700输出的图像信息和监测系统500输出的位置信息和状态信息控制电机车或放矿装置800，具体可控制电机车的前进或后退，以及放矿装置800的启停。

电机车还配置有有轨运输无人驾驶系统，有轨运输无人驾驶系统包括控制器和安全检测系统，安全监测系统用于实时采集轨道状态信息、巷道状态信息以及电机车的自身状态信息并传送至控制器，控制器根据安全监测系统传送的信息控制电机车。在本公开示例性实施例中，安全监测系统包括激光雷达导航避障传感器，用于电机车的导航和避障。在本公开示例性实施例中，激光雷达导航避障传感器设置于电机车前进方向的头部。激光雷达导航避障传感器对电机车运行前方进行扫描，扫描区域可根据实际需求进行设定。本公开实施例中，激光雷达导航避障传感器基于二维激光雷达扫描技术，实现避障功能，结合嵌入SLAM导航算法的激光导航模块实现无轨自主导航的目的。在一些实施例中，安全监测系统还可以包括多个传感器，如距离传感器、倾角传感器等，距离传感器可用于测量电机车两侧距离巷道内壁的距离，倾角传感器可用于测量电机车相对轨道等的倾角，具体安全监测系统所包含的传感器在此不受限制，本领域技术人员可根据实际需求选择不同的传感器。

本公开还提供一种矿车定位控制方法，采用上述矿车定位控制系统，矿车定位控制方法包括：

数据采集系统300采集头部电机车210和尾部电机车220运行时的电流和电压信息并输出；

监测系统500实时采集电机车的状态信息和矿车100的位置信息并输出；

远端操控装置600根据监测系统500输出的位置信息和状态信息以及数据采集系统300输出的电流和电压信息，通过远程控制系统400控制头部电机车210和尾部电机车220移动，以改变头部电机车210、多个矿车100和尾部电机车220的相邻两者间的间距。

接下来，将进一步举例说明在装矿作业中，装矿定位方法包含的步骤，在此需说明的是，为了能够完整地说明装矿作业过程，在此实施例中，引入了上述装矿定位系统包含的摄像系统700和放矿装置800。当然摄像系统和放矿装置可采用现有装矿作业中常规设计方案，如放矿装置，可采用现有技术中只能进行远程遥控的振动放矿机，在此不做限定。

(1)启动电机车，电机车牵引矿车100进入卸载站；

(2)监测系统500监测电机车，当监测系统500监测到头部电机车210的车头时，监测系统500识别电机车的状态为进入装载站，并将该信号传输至远端操控装置600；

(3)摄像系统700启动，并实时采集电机车、矿车100和放矿装置800的图像信息并输出；

(4)远端操控装置600接收电机车进入卸载站信息，并发出电机车减速控制信号，使得头部电机车210和尾部电机车220同时进入减速状态；

(5)数据采集系统300采集头部电机车210和尾部电机车220的电流和电压信号，获得头部电机车210和尾部电机车220的制动状态；

(6)远端操控装置600根据电流信息，控制头部电机车210和尾部电机车220移动，以将相互连接的头部电机车210、矿车100和尾部电机车220拉直，也即使得头部电机车210、矿车100、尾部电机车220间的连接结构张紧，且不再变化；

(7)监测系统500监测电机车和矿车100位置信息并传输至远端操控装置600，当矿车100进入装载站时，远端操控装置600控制放矿装置800启动，开始装矿；

(8)监测系统500监测矿车100的装矿状态信息并输出，摄像系统700监测电机车、矿车100和放矿装置800的图像信息并输出；当矿车100装满时，远端操控装置600通过当地控制系统1000控制放矿装置800停止，或现场控制系统900直接控制放矿装置800停止；

(9)装矿完成，远端操控装置600控制电机车移出，或启动电机车有轨运输无人驾驶系统。

本公开提供的矿车定位控制系统，包括矿车100、电机车、监测系统500和远端操控装置600，其中电机车连接于矿车100的首尾两端，包括头部电机车210和尾部电机车220。头部电机车210和尾部电机车220分别向矿车100提供共同的牵引力和制动功能，如此，采用双电机车可以为矿车100提供牵引力和制动功能，从而为改变电机车与矿车100、或相邻矿车100之间的空隙和间距提供结构基础。电机车配置有数据采集系统300，数据采集系统300用于采集电机车运行时的电流和电压信息，电流和电压信息可以反映电机车的运行状态。监测系统500实时监测电机车和矿车100的位置信息和状态信息，远端操控装置600根据位置信息、状态信息、电流和电压信息，调节电机车的运行状态，控制头部电机车210和尾部电机车220的运行方向、速度大小、制动功能等，以改变电机车与矿车100、或矿车100间的连接结构间隙和间距，从而完成定位。本公开提供的矿车定位系统，使得双电机车编组所有电机车和矿车连接结构处于张紧状态，定位更准确和对位移动更高效，与远程控制系统结合，可防止撒矿、漏矿等现象的发生，提高装矿效率。本公开提供的矿车定位控制系统，具有很高的扩展性，可以提高远程装矿的效率，也为装载站自动装矿提供了定位基础，是矿山有轨运输系统实现无人驾驶的重要组成部分。

需要说明的是，尽管在文字中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施例说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种矿车定位控制系统，其特征在于，包括：

矿车，所述矿车数量为多个，相邻两个所述矿车相互连接；

电机车，所述电机车用于向所述矿车提供牵引力和制动功能，所述电机车包括头部电机车和尾部电机车，所述头部电机车连接于所述矿车前进方向的头部，所述尾部电机车连接于所述矿车前进方向的尾部，所述头部电机车与所述尾部电机车共同牵引所述矿车运行，所述头部电机车和所述尾部电机车配置有数据采集系统和远程控制系统，所述数据采集系统采集所述头部电机车和所述尾部电机车运行时的电流和电压信息并输出；

监测系统，所述监测系统安装于矿山溜井底部的运输巷道内，所述监测系统用于实时采集所述电机车的状态信息和所述矿车的位置信息并输出；

远端操控装置，所述远端操控装置与所述头部电机车和所述尾部电机车通过通讯系统连接，所述远端操控装置根据所述监测系统输出的位置信息和状态信息以及所述数据采集系统输出的电流和电压信息，通过所述远程控制系统控制所述头部电机车和所述尾部电机车移动，以改变所述头部电机车、多个所述矿车和所述尾部电机车的相邻两者间的间距。

2.根据权利要求1所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述矿车定位控制系统还包括：

放矿装置，所述放矿装置配置有现场控制系统；

摄像系统，所述摄像系统安装于矿山溜井底部的运输巷道内，所述摄像系统用于实时采集所述电机车、所述矿车和所述放矿装置的图像信息并输出；

所述现场控制系统依据所述摄像系统输出的图像信息和所述监测系统输出的位置信息和状态信息，控制所述放矿装置。

3.根据权利要求2所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述放矿装置还配置有就地执行系统，所述远端操控装置与所述就地执行系统通讯连接，所述远端操控装置根据所述摄像系统输出的图像信息和所述监测系统输出的位置信息和状态信息，通过所述就地执行系统控制所述放矿装置。

4.根据权利要求1所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述监测系统包括激光雷达装置和激光雷达控制器，所述激光雷达装置设置于所述巷道内部靠近顶部位置，所述激光雷达装置实时监测所述电机车的状态信息和所述矿车的位置信息并传送至所述激光雷达控制器，所述激光雷达控制器与所述激光雷达装置通讯连接，所述激光雷达控制器用于接收所述激光雷达装置传送的信息并进一步输出，所述远端操控装置根据所述激光雷法控制器输出的信息，通过所述远程控制系统控制所述电机车。

5.根据权利要求4所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述激光雷达装置包括激光雷达和用于安装所述激光雷达的雷达支架，所述雷达支架可调节所述激光雷达扫描的角度和方向。

6.根据权利要求2或3所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述摄像系统包括设置于溜井底部的巷道壁的摄像装置，所述摄像装置用于实时采集所述电机车、所述矿车和所述放矿装置的图像信息并输出至所述现场控制系统或所述远端操控装置。

7.根据权利要求6所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述摄像装置包括摄像机和用于安装所述摄像机的摄像支架，所述摄像支架可调节所述摄像机的可视角度和方向。

8.根据权利要求2所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述远端操控装置包括图像显示单元和控制单元，所述图像显示单元用于显示所述摄像系统输出的图像信息，所述控制单元用于根据所述摄像系统输出的图像信息和所述监测系统输出的位置信息和状态信息控制所述电机车或放矿装置。

9.根据权利要求1所述的矿车定位控制系统，其特征在于，所述电机车还配置有有轨运输无人驾驶系统，所述有轨运输无人驾驶系统包括控制器和安全检测系统，所述安全监测系统用于实时采集轨道状态信息、巷道状态信息以及所述电机车的自身状态信息并传送至所述控制器，所述控制器根据所述安全监测系统传送的信息控制所述电机车。

10.一种矿车定位控制方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的矿车定位控制系统，所述矿车定位控制方法包括：

所述数据采集系统采集所述头部电机车和所述尾部电机车运行时的电流和电压信息并输出；

所述监测系统实时采集所述电机车的状态信息和所述矿车的位置信息并输出；

所述远端操控装置根据所述监测系统输出的位置信息和状态信息以及所述数据采集系统输出的电流和电压信息，通过所述远程控制系统控制所述头部电机车和所述尾部电机车移动，以改变所述头部电机车、多个所述矿车和所述尾部电机车的相邻两者间的间距。

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