CN114179729B - 井下自动感应监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种井下自动感应监控系统，包括前端探测部、侧面探测部和总控制部；前端探测部安装在车辆的车头处，且用于对车辆前方进行图像采集和对车辆前方和侧面的障碍物进行距离识别；侧面探测部包括多个可拆卸连接在车辆两侧的触碰感应器；总控制部安装在车辆的驾驶室内部，且用于接收前端探测部的图像和距离信号，以及触碰感应器的触碰信号。本发明提供的井下自动感应监控系统将电子监控结构和机械监控结构结合进行使用，通过车头的前端探测部进行图像采集和障碍物距离识别，通过车辆侧面的触碰感应器进行障碍物的机械感应，识别效果更好。

Description

井下自动感应监控系统
技术领域
本发明涉及井下施工技术领域，更具体的说是涉及一种用于安装在井下行进车体上的自动感应监控系统。
背景技术
近年来，随着各行各业在智能化上的快速发展，煤炭行业也在向智能化装备和制造以及智能化矿山的方向迈进。然而，目前国内煤矿的智能化建设主要集中在采掘设备智能化和数字化矿山等方面，矿井辅助运输系统整体还处于半自动化、半机械化及人工辅助运输的落后现状，其效率以及安全性已经极大限制了矿井的生产。因此，矿井辅助运输系统向智能化乃至无人化发展是未来的必然趋势。
矿用无轨胶轮车是现在矿井辅助运输系统中的一种重要形式，根据动力来源的不同，主要可分为柴油机和蓄电池两种驱动方式。蓄电池无轨胶轮车以其清洁、高效、体积小的优势，已成为井下应用的主流。无轨胶轮车减轻了作业人员的劳动量，也将井下辅助运输系统变得更加高效，但是无轨胶轮车在井下工作时面临着工作环境恶劣、照明不充分、运输道路复杂的问题，以至于人为驾驶的车辆充满着诸多不确定性，导致事故率居高不下。因此，探索无轨胶轮车无人化自动驾驶技术对于促进煤矿井下辅助运输系统智能化乃至无人化发展具有重要实际意义。
现有的智能控制技术主要集中在电子元件的使用，虽然识别效果有所增强，但是成本方面却有很大提高，同时，电子识别方式始终会存在识别不到位的情况，对于井下车辆的使用仍然存在很大的改进空间。
因此，如何提供一种用于井下车辆行驶的自动感应监控系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种井下自动感应监控系统，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种井下自动感应监控系统，包括：
前端探测部；所述前端探测部安装在车辆的车头处，且用于对所述车辆前方进行图像采集和对所述车辆前方和侧面的障碍物进行距离识别；
侧面探测部；所述侧面探测部包括多个可拆卸连接在所述车辆两侧的触碰感应器；
总控制部；所述总控制部安装在所述车辆的驾驶室内部，且用于接收所述前端探测部的图像和距离信号，以及所述触碰感应器的触碰信号。
通过上述技术方案，本发明提供的井下自动感应监控系统将电子监控结构和机械监控结构结合进行使用，通过车头的前端探测部进行图像采集和障碍物距离识别，通过车辆侧面的触碰感应器进行障碍物的机械感应，识别效果更好。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述前端探测部包括安装板、滑板、摄像头和红外测距探头；所述安装板固定在所述车头表面；所述滑板与所述安装板上下滑动连接；所述摄像头固定安装在所述滑板上；所述红外测距探头的数量为多个，且固定安装在所述滑板上；所述摄像头和所述红外测距探头均与所述总控制部电性连接。本发明提供的摄像头和红外测距探头通过安装板和滑板进行连接，便于安装。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述安装板表面开设有上下贯通的两道滑槽；所述滑板与所述安装板对应的连接面具有两道与所述滑槽滑动连接的滑块，所述滑块的长度小于所述滑槽的长度；所述滑槽两端固定有封板，所述滑块两端与相邻的封板之间连接有震动弹簧。通过震动弹簧的设置能够对井下行进的震动进行缓冲，防止仪器损坏。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述前端探测部还包括防护罩；所述防护罩固定在所述车头表面，且罩住所述前端探测部；所述防护罩为网状结构，且具有避让拍摄和测距的避让口。防护罩能够对摄像头和红外测距探头起到保护作用。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述触碰感应器包括外套筒、内安装筒、限位筒和触碰头；所述外套筒为一端开口一端封闭的筒体，所述外套筒嵌设固定在所述车辆的侧壁上，所述外套筒的内底壁上固定有第一磁块；所述内安装筒为一端开口一端封闭的筒体，且套设在所述外套筒内部，所述内安装筒的外底壁上固定有第二磁块，所述第二磁块与所述第一磁块吸附固定；所述限位筒为一端开口一端封闭的筒体，且套设在所述内安装筒内部，所述限位筒的外底壁和所述内安装筒的内底壁之间固定有支撑弹簧；所述触碰头滑动连接在所述限位筒内部，且凸出所述限位筒，所述触碰头与所述限位筒的底壁之间连接有压力传感器；所述压力传感器与所述总控制部电性连接。本发明提供的触碰感应器为二级缓冲的机械连接结构，压力传感器能够对碰撞信息进行传递，当碰撞较大时，可以通过支撑弹簧的弹性作用起到良好的支撑缓冲效果。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述触碰头包括滑动杆和半球形端头；所述滑动杆滑动连接在所述限位筒内部，且端头通过弹性橡胶与所述限位筒内底壁固定连接，所述弹性橡胶与所述滑动杆端头的贴合面嵌设所述压力传感器；所述滑动杆端头与所述限位筒内底壁之间还连接有导向弹簧；所述半球形端头的平面固定在所述滑动杆远离所述限位筒内底壁的端头上。半球形端头的设计能够使得来自各个方向的力均传递至滑动杆上，使得滑动杆进行滑动传动。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述内安装筒内侧壁中部具有径向凸出的固定环；所述限位筒的底端侧壁与所述固定环通过塑料件卡接固定。当外侧碰撞较小时，通过导向弹簧进行缓冲，当外侧碰撞较大时，塑料件被挤压破坏，支撑弹簧进行缓冲。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述内安装筒外侧壁具有径向凸出的限位环；所述限位环与所述外套筒的端面抵接；所述限位环的外径大于所述外套筒的外径。本发明提供的触碰感应器为可拆卸结构，当井下宽度较窄时，可以将第一磁块和第二磁块脱离，将结构进行拆卸，限位环可以便于拆卸受力。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述触碰感应器的数量为四个，且分别位于所述车辆的前后四角。能够对车辆的各个方位进行监测。
优选的，在上述一种井下自动感应监控系统中，所述总控制部能够根据接收的所述压力传感器的位置判断行驶路况侧面的障碍，并通过摄像判断前方路障，通过测距判断路障距离。能够全方位进行路况的监控。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种井下自动感应监控系统，具有以下有益效果：
1、本发明提供的井下自动感应监控系统将电子监控结构和机械监控结构结合进行使用，通过车头的前端探测部进行图像采集和障碍物距离识别，通过车辆侧面的触碰感应器进行障碍物的机械感应，识别效果更好。
2、本发明提供的摄像头和红外测距探头通过安装板和滑板进行连接，便于安装，通过震动弹簧的设置能够对井下行进的震动进行缓冲，防止仪器损坏。
3、本发明提供的触碰感应器为二级缓冲的机械连接结构，压力传感器能够对碰撞信息进行传递，当碰撞较大时，可以通过支撑弹簧的弹性作用起到良好的支撑缓冲效果。
4、本发明提供的触碰感应器为可拆卸结构，当井下宽度较窄时，可以将第一磁块和第二磁块脱离，将结构进行拆卸，限位环可以便于拆卸受力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的井下自动感应监控系统的示意图；
图2附图为本发明提供的前端探测部的示意图；
图3附图为本发明提供的前端探测部的侧面剖视图；
图4附图为本发明提供的触碰感应器的外部结构示意图；
图5附图为本发明提供的触碰感应器的剖视图；
图6附图为本发明提供的电连接框架图。
其中：
1-前端探测部；
11-安装板；111-滑槽；112-封板；113-震动弹簧；12-滑板；121-滑块；
13-摄像头；14-红外测距探头；15-防护罩；
2-侧面探测部；
21-触碰感应器；211-外套筒；212-内安装筒；2121-固定环；2122-限位环；213-限位筒；214-触碰头；2141-滑动杆；2142-半球形端头；2143-弹性橡胶；215-第一磁块；216-第二磁块；217-支撑弹簧；218-压力传感器；219-导向弹簧；
3-总控制部；
4-车辆。
具体实施方式
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。
参见附图1至附图6，本发明实施例公开了一种井下自动感应监控系统，包括：
前端探测部1；前端探测部1安装在车辆4的车头处，且用于对车辆4前方进行图像采集和对车辆4前方和侧面的障碍物进行距离识别；
侧面探测部2；侧面探测部2包括多个可拆卸连接在车辆4两侧的触碰感应器21；
总控制部3；总控制部3安装在车辆4的驾驶室内部，且用于接收前端探测部1的图像和距离信号，以及触碰感应器21的触碰信号。
为了进一步优化上述技术方案，前端探测部1包括安装板11、滑板12、摄像头13和红外测距探头14；安装板11固定在车头表面；滑板12与安装板11上下滑动连接；摄像头13固定安装在滑板12上；红外测距探头14的数量为多个，且固定安装在滑板12上；摄像头13和红外测距探头14均与总控制部3电性连接。
为了进一步优化上述技术方案，安装板11表面开设有上下贯通的两道滑槽111；滑板12与安装板11对应的连接面具有两道与滑槽111滑动连接的滑块121，滑块121的长度小于滑槽111的长度；滑槽111两端固定有封板112，滑块121两端与相邻的封板112之间连接有震动弹簧113。
为了进一步优化上述技术方案，前端探测部1还包括防护罩15；防护罩15固定在车头表面，且罩住前端探测部1；防护罩15为网状结构，且具有避让拍摄和测距的避让口。
为了进一步优化上述技术方案，触碰感应器21包括外套筒211、内安装筒212、限位筒213和触碰头214；外套筒211为一端开口一端封闭的筒体，外套筒211嵌设固定在车辆4的侧壁上，外套筒211的内底壁上固定有第一磁块215；内安装筒212为一端开口一端封闭的筒体，且套设在外套筒211内部，内安装筒212的外底壁上固定有第二磁块216，第二磁块216与第一磁块215吸附固定；限位筒213为一端开口一端封闭的筒体，且套设在内安装筒212内部，限位筒213的外底壁和内安装筒212的内底壁之间固定有支撑弹簧217；触碰头214滑动连接在限位筒213内部，且凸出限位筒213，触碰头214与限位筒213的底壁之间连接有压力传感器218；压力传感器218与总控制部3电性连接。
为了进一步优化上述技术方案，触碰头214包括滑动杆2141和半球形端头2142；滑动杆2141滑动连接在限位筒213内部，且端头通过弹性橡胶2143与限位筒213内底壁固定连接，弹性橡胶2143与滑动杆2141端头的贴合面嵌设压力传感器218；滑动杆2141端头与限位筒213内底壁之间还连接有导向弹簧219；半球形端头2142的平面固定在滑动杆2141远离限位筒213内底壁的端头上。
为了进一步优化上述技术方案，内安装筒212内侧壁中部具有径向凸出的固定环2121；限位筒213的底端侧壁与固定环2121通过塑料件卡接固定。
为了进一步优化上述技术方案，内安装筒212外侧壁具有径向凸出的限位环2122；限位环2122与外套筒211的端面抵接；限位环2122的外径大于外套筒211的外径。
为了进一步优化上述技术方案，触碰感应器21的数量为四个，且分别位于车辆4的前后四角。
为了进一步优化上述技术方案，总控制部3能够根据接收的压力传感器218的位置判断行驶路况侧面的障碍，并通过摄像判断前方路障，通过测距判断路障距离。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种井下自动感应监控系统，其特征在于，包括：
前端探测部(1)；所述前端探测部(1)安装在车辆(4)的车头处，且用于对所述车辆(4)前方进行图像采集和对所述车辆(4)前方和侧面的障碍物进行距离识别；
侧面探测部(2)；所述侧面探测部(2)包括多个可拆卸连接在所述车辆(4)两侧的触碰感应器(21)；
总控制部(3)；所述总控制部(3)安装在所述车辆(4)的驾驶室内部，且用于接收所述前端探测部(1)的图像和距离信号，以及所述触碰感应器(21)的触碰信号；
所述触碰感应器(21)包括外套筒(211)、内安装筒(212)、限位筒(213)和触碰头(214)；所述外套筒(211)为一端开口一端封闭的筒体，所述外套筒(211)嵌设固定在所述车辆(4)的侧壁上，所述外套筒(211)的内底壁上固定有第一磁块(215)；所述内安装筒(212)为一端开口一端封闭的筒体，且套设在所述外套筒(211)内部，所述内安装筒(212)的外底壁上固定有第二磁块(216)，所述第二磁块(216)与所述第一磁块(215)吸附固定；所述限位筒(213)为一端开口一端封闭的筒体，且套设在所述内安装筒(212)内部，所述限位筒(213)的外底壁和所述内安装筒(212)的内底壁之间固定有支撑弹簧(217)；所述触碰头(214)滑动连接在所述限位筒(213)内部，且凸出所述限位筒(213)，所述触碰头(214)与所述限位筒(213)的底壁之间连接有压力传感器(218)；所述压力传感器(218)与所述总控制部(3)电性连接；
所述触碰头(214)包括滑动杆(2141)和半球形端头(2142)；所述滑动杆(2141)滑动连接在所述限位筒(213)内部，且端头通过弹性橡胶(2143)与所述限位筒(213)内底壁固定连接，所述弹性橡胶(2143)与所述滑动杆(2141)端头的贴合面嵌设所述压力传感器(218)；所述滑动杆(2141)端头与所述限位筒(213)内底壁之间还连接有导向弹簧(219)；所述半球形端头(2142)的平面固定在所述滑动杆(2141)远离所述限位筒(213)内底壁的端头上；
所述内安装筒(212)内侧壁中部具有径向凸出的固定环(2121)；所述限位筒(213)的底端侧壁与所述固定环(2121)通过塑料件卡接固定。
2.根据权利要求1所述的一种井下自动感应监控系统，其特征在于，所述前端探测部(1)包括安装板(11)、滑板(12)、摄像头(13)和红外测距探头(14)；所述安装板(11)固定在所述车头表面；所述滑板(12)与所述安装板(11)上下滑动连接；所述摄像头(13)固定安装在所述滑板(12)上；所述红外测距探头(14)的数量为多个，且固定安装在所述滑板(12)上；所述摄像头(13)和所述红外测距探头(14)均与所述总控制部(3)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种井下自动感应监控系统，其特征在于，所述安装板(11)表面开设有上下贯通的两道滑槽(111)；所述滑板(12)与所述安装板(11)对应的连接面具有两道与所述滑槽(111)滑动连接的滑块(121)，所述滑块(121)的长度小于所述滑槽(111)的长度；所述滑槽(111)两端固定有封板(112)，所述滑块(121)两端与相邻的所述封板(112)之间连接有震动弹簧(113)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种井下自动感应监控系统，其特征在于，所述前端探测部(1)还包括防护罩(15)；所述防护罩(15)固定在所述车头表面，且罩住所述前端探测部(1)；所述防护罩(15)为网状结构，且具有避让拍摄和测距的避让口。
5.根据权利要求1所述的一种井下自动感应监控系统，其特征在于，所述内安装筒(212)外侧壁具有径向凸出的限位环(2122)；所述限位环(2122)与所述外套筒(211)的端面抵接；所述限位环(2122)的外径大于所述外套筒(211)的外径。
6.根据权利要求5所述的一种井下自动感应监控系统，其特征在于，所述触碰感应器(21)的数量为四个，且分别位于所述车辆(4)的前后四角。
7.根据权利要求6所述的一种井下自动感应监控系统，其特征在于，所述总控制部(3)能够根据接收的所述压力传感器(218)的位置判断行驶路况侧面的障碍，并通过摄像判断前方路障，通过测距判断路障距离。
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