CN112850481B - 一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车及其控制方法，包括悬挂轨道、制动装置、驱动装置、智能驾驶舱、起吊装置和动力装置，智能驾驶舱、起吊装置和动力装置分别通过驱动装置和承载小车吊挂在悬挂轨道上；智能驾驶舱内安装有激光雷达、深度相机、毫米波雷达等传感器，实时感知单轨吊车周围环境信息，实现单轨吊车的定位与建图；采用电控制动装置，实现单轨吊车纯电制动；起吊部采用密接式挂钩，实现单轨吊车抓取、释放设备过程中的自动化，完成无人化装卸载设备；从结构上取消座舱和液压泵站，结构更加紧凑，能够实现自主无人驾驶，为井下无人化、连续化辅助运输提供基础。

Description

一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种无人驾驶单轨吊车，具体涉及一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车及其控制方法。

背景技术

在煤炭开采运输过程中，主运输设备承载着运输煤炭资源的重要作用，辅助运输设备负责物料、矸石、人员、设备等煤炭以外的所有运输任务，探索发展高效连续化辅助运输设备的技术需求紧迫。单轨吊作为一种井下辅助运输的重要设备形式，它将轨道铺设在巷道顶部，采用悬吊式轨道运输，不受巷道地面条件的影响；同时单轨吊能够从地面仓库运输物料设备等直达井下工作面，大大提高了运输效率；而且单轨吊运输系统承载能力强、爬坡度大，能够解决多数辅助运输设备爬坡问题。同时，防爆蓄电池单轨吊相对防爆柴油机单轨吊，具有安全性能佳，节能环保无污染，工作噪声小，利于实现完全电控等优点，应用前景更为广阔。

煤炭运输属于高危行业，在煤矿事故中，由于运输发生的煤炭事故不占少数。传统单轨吊机车需要驾驶员在座舱内进行操作，但由于管理不规范或驾驶员操作不当等因素，易发生安全事故；同时由于巷道环境较差，对驾驶人员也会造成健康问题。因此，蓄电池单轨吊的无人化驾驶逐渐成为研究的热点。

为解决上述问题同时为了打造智慧矿山，我国已经开始对单轨吊车开展无人驾驶研究。例如，申请号为201711163687.0，名为“一种矿用单轨吊无人驾驶系统”的发明专利，公开了一种矿用单轨吊无人驾驶系统，该方案表述单轨吊无人驾驶所需系统无人化形式，但并没有对单轨吊车结构进行重设计，保留了原有的座舱。申请号为202010059518.8，名为“一种自动驾驶架线单轨吊”的发明专利，公开了一种通过架线方式为单轨吊提供电力的自动驾驶架线单轨吊，通过架线方式提供电力，存在漏电安全隐患，不能在瓦斯浓度大的矿井使用。申请号为202010420409.4，名为“一种矿井辅助运输单轨吊”的发明专利，公开了一种矿井辅助运输单轨吊，但仅对单轨吊驱动部分进行设计，并未对单轨吊整体进行无人化设计。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车及其控制方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，包括悬挂轨道、制动装置、驱动装置、智能驾驶舱、起吊装置和动力装置，悬挂轨道设置在巷道上方，驱动装置吊挂在悬挂轨道上：

制动装置包括主体、制动机架、制动电机、蜗轮蜗杆组合单元、推杆和制动块，主体的左右两侧分别设置一个制动机架，制动机架上设置制动电机，制动电机输出端连接蜗轮蜗杆组合单元，蜗轮蜗杆组合单元输出端设置推杆，推杆末端安装制动块，主体吊挂在悬挂轨道上；

智能驾驶舱的舱体顶面设置信息收发单元、瓦斯传感器、第一激光雷达和第二激光雷达，舱体的左右两侧面对称设置第一毫米波雷达、第二深度相机和第二毫米波雷达、第三深度相机，舱体的前侧面设有第一深度相机、无线视频摄像头和红外检测传感器，舱体的内部设有数据存储单元和信息处理单元，舱体顶面中间位置设有与驱动装置连接的连接杆，舱体通过驱动装置吊挂在悬挂轨道上，

起吊装置包括承载小车、起吊梁、电动葫芦和密接式挂钩，承载小车吊挂在悬挂轨道上，承载小车下方与起吊梁连接，起吊梁两端分别设有电动葫芦，电动葫芦吊绳末端设有密接式挂钩；

动力装置包括刚性集装箱及设置在刚性集装箱中的电控装置、整车监测装置和防爆蓄电池，电控装置包括主控制器、启停控制器、驱动控制器、制动控制器、起吊控制器和检测预警控制器，启停控制器、驱动控制器、制动控制器、起吊控制器和检测预警控制器均与主控制器电连接；

防爆蓄电池分别与智能驾驶舱、制动装置、驱动装置、起吊葫芦、电控装置和整车监测装置电连接；

信息处理单元分别与第一激光雷达、第二激光雷达、信息收发单元、瓦斯传感器、第一毫米波雷达、第二毫米波雷达、第二深度相机、第三深度相机、第一深度相机、无线视频摄像头、红外检测传感器、数据存储单元和电控装置以CAN线形式连接；

启停控制器与防爆蓄电池连接，驱动控制器与驱动装置CAN线连接，制动控制器与制动装置CAN线连接，起吊控制器与起吊葫芦CAN线连接，检测预警控制器与整车监测装置CAN线连接；

刚性集装箱顶部通过连接杆与驱动装置连接，起吊装置和动力装置位于智能驾驶舱的同一侧，制动装置设置在起吊装置和动力装置之间，悬挂轨道上的驱动装置、制动装置和承载小车通过连接杆刚性连接。

进一步的，所述舱体的后侧面设有散热装置，用于给整个智能驾驶舱散热。

进一步的，所述的智能驾驶舱有两个，起吊装置和动力装置设置在两个智能驾驶舱之间，满足不同行驶方向的感知信息获取。

进一步的，所述舱体的前侧面设有车灯和扬声器，车灯和扬声器与防爆蓄电池电连接。

进一步的，所述的起吊梁的前后两端分别与一个承载小车连接，能够保证起吊梁的稳定。

进一步的，所述智能驾驶舱整体结构采用流线型设计，能够减小行驶过程中巷道内空气阻力，减少能耗。

一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车控制方法，无线视频摄像头将视频图像通过信息收发单元传输至地面；

启动控制：信息收发单元接受地面启停指令后传输至信息处理单元进行处理，再由信息处理单元传输至主控制器，主控制器依据指令信息传输给启停控制器，启停控制器解析指令，决定防爆蓄电池对智能驾驶舱、制动装置、驱动装置、起吊装置、电控装置以及整车监测装置的通断电情况，完成单轨吊车的启停控制；

行驶控制：单轨吊车启动后，第一激光雷达和第二激光雷达建立巷道局部地图，依据构建地图，结合第一深度相机检测前方障碍物的距离，以及第一毫米波雷达、第二深度相机、第二毫米波雷达和第三深度相机检测两侧障碍物的距离，决定单轨吊车运行状态；

在主控制器中设定单轨吊车与障碍物之间安全距离：行驶方向前方安全距离为d1，行驶方向左侧安全距离为d2，行驶方向右侧安全距离为d3，第一深度相机实时检测的前方障碍物距离为D1，第一毫米波雷达和第二深度相机实时检测的行驶方向左侧障碍物距离为D2，第二毫米波雷达和第三深度相机实时检测的行驶方向右侧障碍物距离为D3；

第一深度相机将实时检测结果传输至感知信息处理单元进行数据处理，第一毫米波雷达和第二深度相机将实时检测结果传输至信息处理单元进行两种传感器信息融合处理；第二毫米波雷达和第三深度相机将实时检测结果传输至信息处理单元进行两种传感器信息融合处理，信息处理单元将处理完的数据结果传输至主控制器，与设定的安全距离进行数据比较；

当D1>d1，D2>d2且D3>d3时，单轨吊车正常行驶，具体过程为：主控制器下达指令至驱动控制器，驱动控制器解析主控制器驱动指令，控制驱动装置进行工作，完成单轨吊车驱动；

当D1、D2、D3中有一个不大于相应安全距离时，单轨吊车停止行驶，具体过程为：第一方面，主控制器向驱动控制器下达指令，驱动控制器解析指令，断开防爆蓄电池与驱动装置电路，单轨吊车停止驱动；第二方面，主控制器向制动控制器下达指令，制动控制器解析主控制器制动指令，控制输入正向电流至制动电机，制动电机开始圆周运动，由蜗轮蜗杆组合单元转化为推杆向前直线运动，带动制动块夹紧轨道，完成单轨吊车制动；第三方面，主控制器向检测预警控制器下达报警指令，检测预警控制器控制车灯闪烁、扬声器声音报警；第四方面，主控制器通过信息收发单元将当前单轨吊车行驶状态反馈至地面；

起吊控制：信息收发单元接收地面起吊指令或者巷道内起吊指令后传输给主控制器，主控制器向起吊控制器下达起吊指令，起吊控制器解析主控制器起吊指令，控制起吊葫芦正反转完成起吊绳索的上升或下降，通过密接式挂钩自动抓取设备，完成单轨吊车起吊。

进一步的，瓦斯传感器将检测瓦斯浓度经信息处理单元处理后传输至主控制器，在主控制器内将检测数值与瓦斯安全阈值进行对比，若大于或等于安全阈值，则主控制器控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈；

红外传感器将检测巷道温度经感知信息处理单元处理后传输至主控制器，在主控制器内将检测数值与巷道温度安全阈值进行对比，若大于或等于安全阈值，则主控制器控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈；

整车监测装置将监测数值（防爆蓄电池电量数值、驱动电机转速、制动电机转速、机车行驶速度等）传输至检测预警控制器，通过对比安全阈值，若大于或等于安全阈值，则反馈给主控制器，主控制器控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈。

与现有技术相比本发明在结构上采用无座舱式，取消了原有座舱以及液压泵站，采用电动制动装置，减轻了设备质量，提高了单轨吊车载重能力；同时使得蓄电池单轨吊车结构紧凑；利用智能驾驶舱代替原有人工驾驶室以及全部功能，实现了井下运输的无人化，降低了事故发生率以及人员伤亡率；采用密接式挂钩实现自动装卸功能；采用多种传感器元件实现单轨吊车的无人驾驶；所有操作转化为电信号操作，能够实现无人化的自主操作。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明智能驾驶舱结构及传感器安装示意图；

图3为本发明制动装置结构示意图；

图4为本发明电控装置内部连接示意图；

图5为本发明控制原理框图；

图中：1、悬挂轨道，2、制动装置，3、驱动装置，4、连接杆，5、防爆刚性集装箱，6、承载小车，7、起吊梁，8、起吊葫芦，9、智能驾驶舱，10、密接式挂钩，11、电控装置，12、整车监测装置，13、防爆蓄电池，200、主体，201、制动机架，202、制动电机，203、蜗轮蜗杆组合单元，204、推杆，205、制动块，901、信息收发单元，902、瓦斯传感器，903、第一激光雷达，904、第一毫米波雷达，905、散热装置，906、数据存储单元，907、第二深度相机，908、信息处理单元，909、第一深度相机，910、扬声器，911、车灯，912、第三深度相机，913、无线视频摄像头，914、红外传感器，915、第二毫米波雷达，916、第二激光雷达，917、连接杆，1101、主控制器，1102、启停控制器，1103、驱动控制器，1104、制动控制器，1105、起吊控制器，1106、检测预警控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种技术方案：包括悬挂轨道1、制动装置2、驱动装置3、智能驾驶舱9、起吊装置和动力装置，悬挂轨道1设置在巷道上方，驱动装置3吊挂在悬挂轨道1上，驱动装置3采用永磁电机作为驱动源进行驱动，驱动装置3内置速度传感器，用于监测单轨吊车速度，制动装置2采用伺服电机作为制动源进行制动。

如图3所示，制动装置2包括主体200、制动机架201、制动电机202、蜗轮蜗杆组合单元203、推杆204和制动块205，主体200的左右两侧分别设置一个制动机架201，制动机架201上设置制动电机202，制动电机202输出端连接蜗轮蜗杆组合单元203为其提供动力，蜗轮蜗杆组合单元203输出端设置推杆204，推杆204末端安装制动块205，主体200吊挂在悬挂轨道1上，制动块205朝向悬挂轨道1；利用蜗轮蜗杆组合单元203将制动电机202的圆周运动转化为推杆204的往复直线运动，以此实现夹紧制动，同时为了满足制动的需求，制动装置2呈对称方式安置在轨道1上；

如图2所示，智能驾驶舱9的舱体顶面设置用于单轨吊车信息和地面信息交互以及巷道内信息交互的信息收发单元901、用于监测巷道内瓦斯（主要包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体）浓度的瓦斯传感器902、用于构建单轨吊车前进方向环境地图的第一激光雷达903和第二激光雷达916，舱体的左右两侧面对称设置用于融合监测单轨吊车两侧障碍物位置的第一毫米波雷达904、第二深度相机907和第二毫米波雷达915、第三深度相机912，舱体的前侧面设有用于监测单轨吊车前方障碍物距离的第一深度相机909、用于行驶画面实时传输以及行车记录的无线视频摄像头913和用于巷道温度检测的红外检测传感器914，舱体的内部设有用于记录数据信息的数据存储单元906和用于处理多传感器传入信息的信息处理单元908，舱体顶面中间位置设有与驱动装置3连接的连接杆917，舱体通过驱动装置3吊挂在悬挂轨道1上；

起吊装置包括承载小车6、起吊梁7、电动葫芦8和密接式挂钩10，承载小车6吊挂在悬挂轨道1上，承载小车6下方与起吊梁7连接，起吊梁7两端分别设有电动葫芦8，电动葫芦8吊绳末端设有密接式挂钩10，实现设备的自动装卸；

动力装置包括刚性集装箱5及设置在刚性集装箱5中的电控装置11、整车监测装置12和防爆蓄电池13，如图4所示，为保证单轨吊车实现无人驾驶，设置电控装置11，电控装置11包括主控制器1101、启停控制器1102、驱动控制器1103、制动控制器1104、起吊控制器1105和检测预警控制器1106，启停控制器1102、驱动控制器1103、制动控制器1104、起吊控制器1105和检测预警控制器1106均与主控制器1101电连接；

防爆蓄电池13分别与智能驾驶舱9、制动装置2、驱动装置3、起吊葫芦8、电控装置11和整车监测装置12电连接，为用电设备提供电力；

信息处理单元908分别与第一激光雷达903、第二激光雷达916、信息收发单元901、瓦斯传感器902、第一毫米波雷达904、第二毫米波雷达915、第二深度相机907、第三深度相机912、第一深度相机909、无线视频摄像头913、红外检测传感器914、数据存储单元906和电控装置11以CAN线形式连接；

启停控制器1102与防爆蓄电池13连接，驱动控制器1103与驱动装置3的驱动电机CAN线连接，制动控制器1104与制动装置2的制动电机CAN线连接，起吊控制器1105与起吊葫芦8CAN线连接，检测预警控制器1106与整车监测装置12CAN线连接；

刚性集装箱5顶部通过连接杆与驱动装置3连接，起吊装置和动力装置位于智能驾驶舱9的同一侧，制动装置2设置在起吊装置和动力装置之间，悬挂轨道1上的驱动装置3、制动装置2和承载小车6通过连接杆4刚性连接。

如图5所示，无线视频摄像头913将视频图像通过信息收发单元901传输至地面，地面上的工作人员可以根据视频图像监控单轨吊车行驶的状态以便向单轨吊车发送正确的指令。

单轨吊车启停控制：智能驾驶舱9顶部信息收发单元901通过接受地面启停指令，并通过CAN线传输至信息处理单元908进行处理后，由信息处理单元908自主通过CAN线传输至主控制器1101，主控制器1101依据指令信息传输给启停控制器1102，启停控制器1102解析指令，决定防爆蓄电池13对各部件的通断电情况，完成单轨吊车的启停控制。

单轨吊车行驶控制：单轨吊车启动后，智能驾驶舱9顶部第一激光雷达903和第二激光雷达916建立巷道局部地图，依据构建地图，结合第一深度相机909检测前方障碍物的距离，以及第一毫米波雷达904、第二深度相机907、第三深度相机912、第二毫米波雷达915检测两侧障碍物的距离，决定单轨吊车运行状态。

在主控制器1101中设定单轨吊车与障碍物之间安全距离：行驶方向前方安全距离为d1；行驶方向左侧安全距离为d2；行驶方向右侧安全距离为d3。第一深度相机909实时检测的前方障碍物距离为D1；第一毫米波雷达904和第二深度相机907实时检测的行驶方向左侧障碍物距离为D2；第二毫米波雷达915和第三深度相机912实时检测的行驶方向右侧障碍物距离为D3。

第一深度相机909将实时检测结果通过CAN线传输至感知信息处理单元908进行数据处理；第一毫米波雷达904和第二深度相机907将实时检测结果通过CAN线传输至信息处理单元908进行两种传感器信息融合处理；第二毫米波雷达915和第三深度相机912将实时检测结果通过CAN线传输至信息处理单元908进行两种传感器信息融合处理。信息处理单元908将处理完的数据结果通过CAN线传输至电控装置11中的主控制器1101，与设定的安全距离进行数据比较。

情况一：当D1>d1，D2>d2且D3>d3时，单轨吊车正常行驶，具体过程为：主控制器1101通过CAN线下达指令至驱动控制器1103，驱动控制器1103解析主控制器1101驱动指令，控制驱动装置3进行工作，完成单轨吊车驱动。

情况二：当D1、D2、D3中有一个不大于相应安全距离时，单轨吊车停止行驶，具体过程为：第一方面，主控制器1101通过CAN线向驱动控制器1103下达指令，驱动控制器1103解析指令，断开防爆蓄电池13与驱动装置3电路，单轨吊车停止驱动；第二方面，主控制器1101通过CAN线向制动控制器1104下达指令，制动控制器1104解析主控制器1101制动指令，控制输入正向电流至制动电机202，制动电机202开始圆周运动，由蜗轮蜗杆组合单元203转化为推杆204向前直线运动，带动制动块205夹紧轨道1，完成单轨吊车制动；第三方面，主控制器1301通过CAN线向检测预警控制器1106下达报警指令，检测预警控制器1106通过CAN线控制车灯911闪烁、扬声器910声音报警；第四方面，主控制器1101通过信息收发单元901将当前单轨吊车行驶状态反馈至地面。

单轨吊车起吊控制：智能驾驶舱9顶部信息收发单元901接收地面起吊指令或者巷道内起吊指令，根据巷道内标记，到达指定位置时，依据上述单轨吊行驶控制方法中的情况二，停止单轨吊驱动，进行制动工作。单轨吊车制动后，主控制器1101通过CAN线向起吊控制器1105下达起吊指令，起吊控制器1105解析主控制器1101起吊指令，控制起吊葫芦8正反转完成起吊绳索的上升或下降；通过密接式挂钩10自动抓取设备，完成单轨吊车起吊。

单轨吊车辅助控制：单轨吊车辅助控制主要包括井下瓦斯气体浓度过高、井下温度过高、单轨吊车整车状态不佳、行车记录。情况一：智能驾驶舱9顶部瓦斯传感器902将检测瓦斯浓度经信息处理单元908处理后传输至主控制器1101，在主控制器1101内将检测数值与瓦斯安全阈值进行对比，若大于或等于安全阈值，则主控制器1101控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈。情况二：智能驾驶舱9前端红外传感器914将检测巷道温度经感知信息处理单元908处理后传输至主控制器1101，在主控制器1101内将检测数值与巷道温度安全阈值进行对比，若大于或等于安全阈值，则主控制器1101控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈。情况三：整车监测装置12将监测数值通过CAN线传输至检测预警控制器1106，通过对比安全阈值，若大于或等于安全阈值，则反馈给主控制器1101，主控制器1101控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈；驱动部3内速度传感器将监测数据传输至主控制器1101，与安全阈值进行比较，若速度大于安全阈值，驱动控制器1102控制驱动装置3减速。情况四：无线视频摄像头913将视频图像通过信息收发单元901传输至地面。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，包括悬挂轨道（1）、制动装置（2）、驱动装置（3）、智能驾驶舱（9）、起吊装置和动力装置，悬挂轨道（1）设置在巷道上方，驱动装置（3）吊挂在悬挂轨道（1）上，其特征在于：

制动装置（2）包括主体（200）、制动机架（201）、制动电机（202）、蜗轮蜗杆组合单元（203）、推杆（204）和制动块（205），主体（200）的左右两侧分别设置一个制动机架（201），制动机架（201）上设置制动电机（202），制动电机（202）输出端连接蜗轮蜗杆组合单元（203），蜗轮蜗杆组合单元（203）输出端设置推杆（204），推杆（204）末端安装制动块（205），主体（200）吊挂在悬挂轨道（1）上；

智能驾驶舱（9）的舱体顶面设置信息收发单元（901）、瓦斯传感器（902）、第一激光雷达（903）和第二激光雷达（916），舱体的左右两侧面对称设置第一毫米波雷达（904）、第二深度相机（907）和第二毫米波雷达（915）、第三深度相机（912），舱体的前侧面设有第一深度相机（909）、无线视频摄像头（913）和红外检测传感器（914），舱体的内部设有数据存储单元（906）和信息处理单元（908），舱体顶面中间位置设有与驱动装置（3）连接的连接杆（917），舱体通过驱动装置（3）吊挂在悬挂轨道（1）上，

起吊装置包括承载小车（6）、起吊梁（7）、电动葫芦（8）和密接式挂钩（10），承载小车（6）吊挂在悬挂轨道（1）上，承载小车（6）下方与起吊梁（7）连接，起吊梁（7）两端分别设有电动葫芦（8），电动葫芦（8）吊绳末端设有密接式挂钩（10）；

动力装置包括刚性集装箱（5）及设置在刚性集装箱（5）中的电控装置（11）、整车监测装置（12）和防爆蓄电池（13），电控装置（11）包括主控制器（1101）、启停控制器（1102）、驱动控制器（1103）、制动控制器（1104）、起吊控制器（1105）和检测预警控制器（1106），启停控制器（1102）、驱动控制器（1103）、制动控制器（1104）、起吊控制器（1105）和检测预警控制器（1106）均与主控制器（1101）电连接；

防爆蓄电池（13）分别与智能驾驶舱（9）、制动装置（2）、驱动装置（3）、起吊葫芦（8）、电控装置（11）和整车监测装置（12）电连接；

信息处理单元（908）分别与第一激光雷达（903）、第二激光雷达（916）、信息收发单元（901）、瓦斯传感器（902）、第一毫米波雷达（904）、第二毫米波雷达（915）、第二深度相机（907）、第三深度相机（912）、第一深度相机（909）、无线视频摄像头（913）、红外传感器（914）、数据存储单元（906）和电控装置（11）以CAN线形式连接；

启停控制器（1102）与防爆蓄电池（13）连接，驱动控制器（1103）与驱动装置（3）CAN线连接，制动控制器（1104）与制动装置（2）CAN线连接，起吊控制器（1105）与起吊葫芦（8）CAN线连接，检测预警控制器（1106）与整车监测装置（12）CAN线连接；

刚性集装箱（5）顶部通过连接杆与驱动装置（3）连接，起吊装置和动力装置位于智能驾驶舱（9）的同一侧，制动装置（2）设置在起吊装置和动力装置之间，悬挂轨道（1）上的驱动装置（3）、制动装置（2）和承载小车（6）通过连接杆（4）刚性连接。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，其特征在于，所述舱体的后侧面设有散热装置（905）。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，其特征在于，所述的智能驾驶舱（9）有两个，起吊装置和动力装置设置在两个智能驾驶舱（9）之间。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，其特征在于，所述舱体的前侧面设有车灯（911）和扬声器（910），车灯（911）和扬声器（910）与防爆蓄电池（13）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，其特征在于，所述的起吊梁（7）的前后两端分别与一个承载小车（6）连接。

6.根据权利要求1所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车，其特征在于，所述智能驾驶舱（9）整体结构采用流线型设计。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车控制方法，其特征在于：无线视频摄像头（913）将视频图像通过信息收发单元（901）传输至地面；

启动控制：信息收发单元（901）接受地面启停指令后传输至信息处理单元（908）进行处理，再由信息处理单元（908）传输至主控制器（1101），主控制器（1101）依据指令信息传输给启停控制器（1102），启停控制器（1102）解析指令，决定防爆蓄电池（13）对智能驾驶舱（9）、制动装置（2）、驱动装置（3）、起吊装置、电控装置（11）以及整车监测装置（12）的通断电情况，完成单轨吊车的启停控制；

行驶控制：单轨吊车启动后，第一激光雷达（903）和第二激光雷达（916）建立巷道局部地图，依据构建地图，结合第一深度相机（909）检测前方障碍物的距离，以及第一毫米波雷达（904）、第二深度相机（907）、第二毫米波雷达（915）和第三深度相机（912）检测两侧障碍物的距离，决定单轨吊车运行状态；

在主控制器（1101）中设定单轨吊车与障碍物之间安全距离：行驶方向前方安全距离为d1，行驶方向左侧安全距离为d2，行驶方向右侧安全距离为d3，第一深度相机（909）实时检测的前方障碍物距离为D1，第一毫米波雷达（904）和第二深度相机（907）实时检测的行驶方向左侧障碍物距离为D2，第二毫米波雷达（915）和第三深度相机（912）实时检测的行驶方向右侧障碍物距离为D3；

第一深度相机（909）将实时检测结果传输至感知信息处理单元（908）进行数据处理，第一毫米波雷达（904）和第二深度相机（907）将实时检测结果传输至信息处理单元（908）进行两种传感器信息融合处理；第二毫米波雷达（915）和第三深度相机（912）将实时检测结果传输至信息处理单元（908）进行两种传感器信息融合处理，信息处理单元（908）将处理完的数据结果传输至主控制器（1101），与设定的安全距离进行数据比较；

当D1>d1，D2>d2且D3>d3时，单轨吊车正常行驶，具体过程为：主控制器（1101）下达指令至驱动控制器（1103），驱动控制器（1103）解析主控制器（1101）驱动指令，控制驱动装置（3）进行工作，完成单轨吊车驱动；

当D1、D2、D3中有一个不大于相应安全距离时，单轨吊车停止行驶，具体过程为：第一方面，主控制器（1101）向驱动控制器（1103）下达指令，驱动控制器（1103）解析指令，断开防爆蓄电池（13）与驱动装置（3）电路，单轨吊车停止驱动；第二方面，主控制器（1101）向制动控制器（1104）下达指令，制动控制器（1104）解析主控制器（1101）制动指令，控制输入正向电流至制动电机（202），制动电机（202）开始圆周运动，由蜗轮蜗杆组合单元（203）转化为推杆（204）向前直线运动，带动制动块（205）夹紧轨道（1），完成单轨吊车制动；第三方面，主控制器（1301）向检测预警控制器（1106）下达报警指令，检测预警控制器（1106）控制车灯（911）闪烁、扬声器（910）声音报警；第四方面，主控制器（1101）通过信息收发单元（901）将当前单轨吊车行驶状态反馈至地面；

起吊控制：信息收发单元（901）接收地面起吊指令或者巷道内起吊指令后传输给主控制器（1101），主控制器（1101）向起吊控制器（1105）下达起吊指令，起吊控制器（1105）解析主控制器（1101）起吊指令，控制起吊葫芦（8）正反转完成起吊绳索的上升或下降，通过密接式挂钩（10）自动抓取设备，完成单轨吊车起吊。

8.根据权利要求7所述的一种蓄电池式无人驾驶单轨吊车控制方法，其特征在于，所述的瓦斯传感器（902）将检测瓦斯浓度经信息处理单元（908）处理后传输至主控制器（1101），在主控制器（1101）内将检测数值与瓦斯安全阈值进行对比，若大于或等于安全阈值，则主控制器（1101）控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈；

红外传感器（914）将检测巷道温度经感知信息处理单元（908）处理后传输至主控制器（1101），在主控制器（1101）内将检测数值与巷道温度安全阈值进行对比，若大于或等于安全阈值，则主控制器（1101）控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈；

整车监测装置（12）将监测数值传输至检测预警控制器（1106），通过对比安全阈值，若大于或等于安全阈值，则反馈给主控制器（1101），主控制器（1101）控制单轨吊车停止启动或者停止行驶、进行制动，并向地面反馈。

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