CN114260911A - 一种深井矿用机器人自动取样控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深井矿用机器人自动取样控制系统及方法，属于自动化技术领域。该系统包括双目摄像头、激光测速仪、工控机、PLC控制单元、取样机器人、旋转储料装置等结构。本发明获取矿源溜井号及电机车车次，激光测速仪测量车辆速度，双目摄像头采集车辆车图像信息，电机车及其牵引的矿车通过取样平台附近时，由双目摄像头拍摄，获取矿车的三维数据，传入工控机经过处理后，得到取样区域及取样时间，并通将信号反馈给PLC控制单元，由PLC控制单元控制旋转储料装置和取样机器人动作，从而完成取样。本发明有效解决了人工取样存在的触电、车辆伤害等安全风险，实现了无人值守，减员增效，同时提高了企业生产管理和安全管理，易于推广应用。

Description

一种深井矿用机器人自动取样控制系统及方法

技术领域

本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种深井矿用机器人自动取样控制系统及方法。

背景技术

深井取样属于井下矿山危险场所，现场环境伴随着高温、高粉尘、高噪音等危险因素，工作人员不宜长期值守。深井现场工作至少需要双人作业，占用人力资源，且每天出入井下，耗时长，行车安全隐患多。运矿通过架线式电机车牵引矿车，人员在取样过程中可能存在触电的风险；同时由于取样人员在轨道运输区域作业，且取样过程是在机车运行中进行，存在一定的安全风险。

随着智慧矿山的提出，国家推出“机械化换人、自动化减人”行动政策，实现机器人自动取样，减少井下工作人员作业是以人为本的体现，同时也是企业发展的需要。目前国内外在井下有轨运输自动取样机械手方面应用尚处于空白，研究与应用成功后具有较大社会意义，同时具有较强的可推广性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种深井矿用机器人自动取样控制系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种深井矿用机器人自动取样控制系统，包括：

双目摄像头，用于采集电机车及其牵引的矿车的三维数据；

激光测速仪，用于测量电机车及其牵引的矿车的速度；

二维码标牌，含有电机车车次和矿源溜井号信息；二维码标牌置于本地驾驶模式的电机车上；

机车控制系统服务器内存储有机车远程驾驶模式下的电机车车次和矿源溜井号信息；

二维码扫描仪，安装在取样平台前，用于扫描二维码标牌，并将扫描获取的电机车车次和矿源溜井号信息发送至工控机；

旋转储料装置，与PLC控制单元相连；其上放置有多个储料桶；

工控机，分别与机车控制系统服务器、双目摄像头、激光测速仪、PLC控制单元、二维码扫描仪相连；

工控机用于通过机车控制系统服务器或二维码扫描仪获取当前待取样电机车及其牵引的矿车的电机车车次和矿源溜井号信息，然后传输给PLC控制单元，PLC控制单元通过控制旋转储料装置转动，将相应的储料桶旋转至矿石样品接取处；

工控机还用于根据双目摄像头采集的三维数据和激光测速仪测量的速度进行分析，分离出每节矿车内的矿石部分，并搜索直径小于45mm颗粒矿石所在区域，作为取样区域，并计算出取样时间，然后传输至PLC控制单元；PLC控制单元根据接收到的取样区域、取样时间，控制取样机器人动作，并控制旋转储料装置的转动；

取样机器人，与PLC控制单元相连，用于根据PLC控制单元的指令抓取矿石并卸入对应的储料桶中。

进一步，优选的是，旋转储料装置上放置的每个储料桶标有不同的溜井号，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶旋转至旋转至矿石样品接取处。

进一步，优选的是，还包括：

速度编码器，与旋转储料装置相连，用于测量旋转储料装置的速度信息；

位置传感器，与旋转储料装置相连，用于检测旋转储料装置的位置信息；

速度编码器和位置传感器均与PLC控制单元相连；

PLC控制单元根据速度编码器、位置传感器传来的信息，控制旋转储料装置的转速及测旋转位置，在取样时间前，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶旋转至旋转至矿石样品接取处。

进一步，优选的是，取样机器人通过安装在其机械臂上的抓取铲斗抓取矿石。

进一步，优选的是，还包括视频监控装置、取样机器人控制系统客户端和电子安全围栏；视频监控装置用于视频监控取样现场情况；视频监控装置、取样机器人控制系统客户端均与工控机相连；电子安全围栏，与PLC控制单元相连；

当视频监控装置监控到现场发生险情时，通过工控机发送信号至取样机器人控制系统客户端，使得取样机器人控制系统客户端下发急停指令，停止取样机器人工作；并通过工控机发送信号至机车控制系统服务器，使得机车控制系统服务器远程对电机车及其牵引的矿车进行急停，同时，并顺序通过工控机、PLC控制单元发送信号至电子安全围栏，使得电子安全围栏中的报警器报警。

进一步，优选的是，取样机器人控制系统客户端还用于取样机器人的运行监视，旋转储料装置的参数设定和修改，电子安全围栏的报警记录的显示，视频监控装置的监控视频显示。

进一步，优选的是，一辆电机车牵引8节矿车，当当前节矿车不满足取样条件，则对下一节矿车进行判断，判断其是否满足取样条件，以此类推。

本发明同时提供一种深井矿用机器人自动取样控制方法，采用上述深井矿用机器人自动取样控制系统，包括如下步骤：

步骤（1），机车远程驾驶模式时，工控机通过与机车控制系统服务器通讯获取当前待取样矿车的矿源溜井号以及电机车车次；机车本地驾驶模式时，通过二维码扫描仪扫描二维码方式获取当前待取样矿车的矿源溜井号以及电机车车次，并反馈给PLC控制单元，PLC控制单元通过控制旋转储料装置转动，将匹配的储料桶旋转至矿石样品接取处；

步骤（2），电机车及其牵引的矿车通过取样平台附近时，通过双目摄像头拍摄，获取矿车的三维数据，激光测速仪获取矿车的行驶速度，并传输至工控机进行分析；

步骤（3），通过工控机分析是否满足取样条件，当能查找出颗粒度直径小于45mm且在机器手可抓取半径范围内的矿石区域，则为满足取样条件；

步骤（4），条件不满足则放弃当前矿车取样，下一节矿车返回执行步骤（2）；

步骤（5），如果满足取样条件，则工控机向PLC控制单元反馈取样信息，给出取样区域及取样时间，PLC控制单元向取样机器人发送控制字指令，取样机器人通过控制抓取铲斗抓取矿石；

步骤（6），抓取矿石完成，PLC控制单元控制取样机器人至卸料点，并将矿石卸至相应的储料桶中；

步骤（7），当前节矿车取样完成，进行下一节矿车取样，并返回执行步骤（2），直至8节矿车取样完成。

本发明中，机车控制系统远程模式运行时，调度人员通过机车控制系统下发电机车车次和矿源溜井号等运矿指令，并会上传至机车控制系统服务器。

优选，本发明在取样区域中选取合适的取样点及其三维坐标，并计算出最佳取样时间。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明根据机车控制系统服务器或二维码扫描提供矿源溜井号及电机车车次，激光测速仪测量电机车运行速度，双目摄像头采集电机车及其牵引的矿车图像信息，电机车及其牵引的矿车通过取样平台附近时，由双目摄像头拍摄，获取矿车的三维数据，传入工控机经过处理后，分离出每节矿车内的矿石部分，并搜索直径小于45mm颗粒矿石所在区域，给出合适的取样点及其三维坐标，并计算出取样时间，并通过TCP/IP通讯将信号反馈给PLC控制单元，由PLC控制单元控制旋转储料装置和取样机器人动作，从而完成取样。发生险情时，人员可通过取样机器人控制系统客户端远程停止取样机器人工作，通过机车控制系统服务器远程停止机车，保障设备及人员安全，并发出报警。相对于人工取样模式，本发明对每节矿车都进行取样，样品更多，检验结果更加准确，为矿石运输提供了更加准确的信息，检验结果通过客户端进行发布，效率更高。本发明为后期企业实现矿石运输自动分装分运及机车控制系统全自动化提供了可能，本发明减少井下作业人数至少每班2人，每天6人，还有效解决了人工取样存在的触电、车辆伤害、冒顶片帮等安全风险，同时提高了企业生产管理和安全管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施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一些实施，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明深井矿用机器人自动取样控制系统的连接示意图；

图2为本发明深井矿用机器人自动取样控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所示，一种深井矿用机器人自动取样控制系统，包括：

双目摄像头1，用于采集电机车及其牵引的矿车4的三维数据；

激光测速仪12，用于测量电机车及其牵引的矿车4的速度；

二维码标牌6，含有电机车车次和矿源溜井号信息；二维码标牌6置于本地驾驶模式的电机车上；

机车控制系统服务器5内存储有机车远程驾驶模式下的电机车车次和矿源溜井号信息；

二维码扫描仪9，安装在取样平台前，用于扫描二维码标牌6，并将扫描获取的电机车车次和矿源溜井号信息发送至工控机2；

旋转储料装置14，与PLC控制单元3相连；其上放置有多个储料桶13；

工控机2，分别与机车控制系统服务器5、双目摄像头1、激光测速仪12、PLC控制单元3、二维码扫描仪9相连；

工控机2用于通过机车控制系统服务器5或二维码扫描仪9获取当前待取样电机车及其牵引的矿车4的电机车车次和矿源溜井号信息，然后传输给PLC控制单元3，PLC控制单元3通过控制旋转储料装置14转动，将相应的储料桶13旋转至矿石样品接取处；

工控机2还用于根据双目摄像头1采集的三维数据和激光测速仪12测量的速度进行分析，分离出每节矿车内的矿石部分，并搜索直径小于45mm颗粒矿石所在区域，作为取样区域，并计算出取样时间，然后传输至PLC控制单元3；PLC控制单元3根据接收到的取样区域、取样时间，控制取样机器人7动作，并控制旋转储料装置14的转动；

取样机器人7，与PLC控制单元3相连，用于根据PLC控制单元3的指令抓取矿石并卸入对应的储料桶13中。

优选，旋转储料装置14上放置的每个储料桶13标有不同的溜井号，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶13旋转至旋转至矿石样品接取处。

优选，还包括：

速度编码器15，与旋转储料装置14相连，用于测量旋转储料装置14的速度信息；

位置传感器16，与旋转储料装置14相连，用于检测旋转储料装置14的位置信息；

速度编码器15和位置传感器16均与PLC控制单元3相连；

PLC控制单元3根据速度编码器15、位置传感器16传来的信息，控制旋转储料装置14的转速及测旋转位置，在取样时间前，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶13旋转至旋转至矿石样品接取处。

优选，取样机器人7通过安装在其机械臂上的抓取铲斗8抓取矿石。

优选，还包括视频监控装置10、取样机器人控制系统客户端17和电子安全围栏11；视频监控装置10用于视频监控取样现场情况；视频监控装置10、取样机器人控制系统客户端17均与工控机2相连；电子安全围栏11，与PLC控制单元3相连；

当视频监控装置10监控到现场发生险情时，通过工控机2发送信号至取样机器人控制系统客户端17，使得取样机器人控制系统客户端17下发急停指令，停止取样机器人7工作；并通过工控机2发送信号至机车控制系统服务器5，使得机车控制系统服务器5远程对电机车及其牵引的矿车4进行急停，同时，并顺序通过工控机2、PLC控制单元3发送信号至电子安全围栏11，使得电子安全围栏11中的报警器报警。

优选，取样机器人控制系统客户端17还用于取样机器人7的运行监视，旋转储料装置14的参数设定和修改，电子安全围栏11的报警记录的显示，视频监控装置10的监控视频显示。

在电机车车头合适位置安装二维码支架或框便于放置二维码标牌6。

二维码扫描仪9优选安装在取样平台前20米左右，高度与二维码标牌6放置位置相同，二维码扫描仪9通过以太网与工控机2通信，用于电机车人工驾驶模式驾驶时，电机车司机手动将对应溜井二维码标牌放置于机车二维码支架（框）内，电机车及其牵引的矿车4通过时，由二维码扫描仪9扫描将电机车车次及溜井号传输至工控机2。

优选，旋转储料装置14底座为圆盘型，底座上开有多个放置孔，一个放置孔可以放一只储料桶13，每个放置孔对应的溜井号可以通过取样机器人控制系统客户端17进行设置，用于根据PLC控制单元3指令，在电动机加齿轮驱动方式下，通过速度传感器15和位置传感器16精确检测旋转位置，将储料桶13旋转至矿石样品接取处。

优选，电子安全围栏11包括红外光栅安全门、确认进入按钮、急停按钮、报警器，并通过硬接线接入PLC控制单元3，用于安全进入确认、现场取样机器人急停，非法闯入或发生设备故障时的联锁报警。

PLC控制单元3根据电子安全围栏11反馈信号进行安全联锁，保护设备安全。

本发明结构涉及到通信的，其现场通信网络可采用机车控制系统通信网络，现场增加与机车控制系统通信网络兼容性相同的交换机，通过网线连接，实现网络通讯和数据传输。

优选，取样机器人7通过PLC控制单元3控制底座旋至卸料点，抓取铲斗8释放矿石，卸料点是固定的。

优选，电子安全围栏11中的报警器与中间继电器KA1常开触头连接，中间继电器KA1线圈与PLC控制单元3的DO1点连接。

优选，当现场有人非法闯入本发明系统安全范围内时，红外光栅输出继电器动作，取样机器人7停止取样，并且电子安全围栏11中的报警器报警。

优选，电子安全围栏11中的红外光栅输出继电器与中间继电器KA2线圈相连，中间继电器KA2常开触头与PLC控制单元3的DI1点连接，通过处理，控制DO1输出，从而控制报警器。

优选，电子安全围栏11中安全确认按钮常开触点头与急停按钮常闭触头串联后的端子分别与DC24V电源、PLC控制单元3的DI2和DI3连接。

优选，旋转储料装置14通过安装在旋转轴上的速度编码器15和安装在圆盘底座上的位置传感器16进行位置检测。

速度编码器15和位置传感器16供电线分别与DC24V电源连接，速度编码器15输出信号线与PLC控制单元3的模拟量输入端连接，位置传感器16的输出信号线与PLC控制单元3的DI4连接。

优选，取样机器人7通过网线与PLC控制单元3连接，并实现Profinet通信。

优选，双目摄像头1优选采用型号为ZYT-130-0.5M的双目摄像头。工控机2优选采用型号为西门子IPC3000.激光测速仪12优选采用型号为多普勒AIG-LS2000-1000。PLC控制单元3优选采用西门子1200产品。取样机器人7优选采用型号为ABB IRB-4600。二维码扫描仪21优选采用型号为基恩士SR-2000。

如图2所示，一种深井矿用机器人自动取样控制方法，采用上述深井矿用机器人自动取样控制系统，包括如下步骤：

步骤（101），机车远程驾驶模式时，工控机通过与机车控制系统服务器通讯获取当前待取样矿车的矿源溜井号以及电机车车次；机车本地驾驶模式时，通过二维码扫描仪扫描二维码方式获取当前待取样矿车的矿源溜井号以及电机车车次，并反馈给PLC控制单元，PLC控制单元通过控制旋转储料装置转动，将匹配的储料桶旋转至矿石样品接取处；

步骤（102），电机车及其牵引的矿车通过取样平台附近时，通过双目摄像头拍摄，获取矿车的三维数据，激光测速仪获取矿车的行驶速度，并传输至工控机进行分析；

步骤（103），通过工控机分析是否满足取样条件，当能查找出颗粒度直径小于45mm且在机器手可抓取半径范围内的矿石区域，则为满足取样条件；

步骤（104），条件不满足则放弃当前矿车取样，下一节矿车返回执行步骤（102）；

步骤（105），如果满足取样条件，则工控机向PLC控制单元反馈取样信息，给出取样区域及取样时间，PLC控制单元向取样机器人发送控制字指令，取样机器人通过控制抓取铲斗抓取矿石；

步骤（106），抓取矿石完成，PLC控制单元控制取样机器人至卸料点，并将矿石卸至相应的储料桶中；

步骤（107），当前节矿车取样完成，进行下一节矿车取样，并返回执行步骤（102），直至8节矿车取样完成。

步骤（108），下一列机车来临时，执行步骤（101）进行取样。

根据机车控制系统服务器或二维码扫描提供矿源溜井号及电机车车次，激光测速仪测量电机车运行速度，双目摄像头采集电机车及其牵引的矿车图像信息，电机车及其牵引的矿车通过取样平台附近时，由光电开关触发双目摄像头拍摄，获取矿车的三维数据，传入工控机经过算法处理后，分离出每节矿车内的矿石部分，并搜索直径小于45mm颗粒矿石所在区域，给出合适的取样点及其三维坐标，并计算出最佳取样时间，并通过TCP/IP通讯将信号反馈给PLC控制单元，由PLC控制单元控制旋转储料装置和取样机器人动作，从而完成取样。发生险情时，人员可通过取样机器人控制系统客户端远程停止取样机器人工作，通过机车控制系统服务器远程停止机车，保障设备及人员安全，并发出报警。本发明有效解决了人工取样存在的触电、车辆伤害等安全风险，实现了无人值守，减员增效，同时提高了企业生产管理和安全管理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，包括：

双目摄像头（1），用于采集电机车及其牵引的矿车（4）的三维数据；

激光测速仪（12），用于测量电机车及其牵引的矿车（4）的速度；

二维码标牌（6），含有电机车车次和矿源溜井号信息；二维码标牌（6）置于本地驾驶模式的电机车上；

机车控制系统服务器（5）内存储有机车远程驾驶模式下的电机车车次和矿源溜井号信息；

二维码扫描仪（9），安装在取样平台前，用于扫描二维码标牌（6），并将扫描获取的电机车车次和矿源溜井号信息发送至工控机（2）；

旋转储料装置（14），与PLC控制单元（3）相连；其上放置有多个储料桶（13）；

工控机（2），分别与机车控制系统服务器（5）、双目摄像头（1）、激光测速仪（12）、PLC控制单元（3）、二维码扫描仪（9）相连；

工控机（2）用于通过机车控制系统服务器（5）或二维码扫描仪（9）获取当前待取样电机车及其牵引的矿车（4）的电机车车次和矿源溜井号信息，然后传输给PLC控制单元（3），PLC控制单元（3）通过控制旋转储料装置（14）转动，将相应的储料桶（13）旋转至矿石样品接取处；

工控机（2）还用于根据双目摄像头（1）采集的三维数据和激光测速仪（12）测量的速度进行分析，分离出每节矿车内的矿石部分，并搜索直径小于45mm颗粒矿石所在区域，作为取样区域，并计算出取样时间，然后传输至PLC控制单元（3）；PLC控制单元（3）根据接收到的取样区域、取样时间，控制取样机器人（7）动作，并控制旋转储料装置（14）的转动；

取样机器人（7），与PLC控制单元（3）相连，用于根据PLC控制单元（3）的指令抓取矿石并卸入对应的储料桶（13）中。

2.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，旋转储料装置（14）上放置的每个储料桶（13）标有不同的溜井号，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶（13）旋转至旋转至矿石样品接取处。

3.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，还包括：

速度编码器（15），与旋转储料装置（14）相连，用于测量旋转储料装置（14）的速度信息；

位置传感器（16），与旋转储料装置（14）相连，用于检测旋转储料装置（14）的位置信息；

速度编码器（15）和位置传感器（16）均与PLC控制单元（3）相连；

PLC控制单元（3）根据速度编码器（15）、位置传感器（16）传来的信息，控制旋转储料装置（14）的转速及测旋转位置，在取样时间前，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶（13）旋转至旋转至矿石样品接取处。

4.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：取样机器人（7）通过安装在其机械臂上的抓取铲斗（8）抓取矿石。

5.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：还包括视频监控装置（10）、取样机器人控制系统客户端（17）和电子安全围栏（11）；视频监控装置（10）用于视频监控取样现场情况；视频监控装置（10）、取样机器人控制系统客户端（17）均与工控机（2）相连；电子安全围栏（11），与PLC控制单元（3）相连；

当视频监控装置（10）监控到现场发生险情时，通过工控机（2）发送信号至取样机器人控制系统客户端（17），使得取样机器人控制系统客户端（17）下发急停指令，停止取样机器人（7）工作；并通过工控机（2）发送信号至机车控制系统服务器（5），使得机车控制系统服务器（5）远程对电机车及其牵引的矿车（4）进行急停，同时，并顺序通过工控机（2）、PLC控制单元（3）发送信号至电子安全围栏（11），使得电子安全围栏（11）中的报警器报警。

6.根据权利要求5所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：取样机器人控制系统客户端（17）还用于取样机器人（7）的运行监视，旋转储料装置（14）的参数设定和修改，电子安全围栏（11）的报警记录的显示，视频监控装置（10）的监控视频显示。

7.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：一辆电机车牵引8节矿车，当当前节矿车不满足取样条件，则对下一节矿车进行判断，判断其是否满足取样条件，以此类推。

8.一种深井矿用机器人自动取样控制方法，采用权利要求1~7任意一项所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1），机车远程驾驶模式时，工控机通过与机车控制系统服务器通讯获取当前待取样矿车的矿源溜井号以及电机车车次；机车本地驾驶模式时，通过二维码扫描仪扫描二维码方式获取当前待取样矿车的矿源溜井号以及电机车车次，并反馈给PLC控制单元，PLC控制单元通过控制旋转储料装置转动，将匹配的储料桶旋转至矿石样品接取处；

步骤（2），电机车及其牵引的矿车通过取样平台附近时，通过双目摄像头拍摄，获取矿车的三维数据，激光测速仪获取矿车的行驶速度，并传输至工控机进行分析；

步骤（3），通过工控机分析是否满足取样条件，当能查找出颗粒度直径小于45mm且在机器手可抓取半径范围内的矿石区域，则为满足取样条件；

步骤（4），条件不满足则放弃当前矿车取样，下一节矿车返回执行步骤（2）；

步骤（5），如果满足取样条件，则工控机向PLC控制单元反馈取样信息，给出取样区域及取样时间，PLC控制单元向取样机器人发送控制字指令，取样机器人通过控制抓取铲斗抓取矿石；

步骤（6），抓取矿石完成，PLC控制单元控制取样机器人至卸料点，并将矿石卸至相应的储料桶中；

步骤（7），当前节矿车取样完成，进行下一节矿车取样，并返回执行步骤（2），直至8节矿车取样完成。

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