CN206360721U - 采掘工作面人机安全监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种采掘工作面人机安全监控系统，为采掘工作面内的工作人员配备移动信号发射器，实时发送第一无线信号。为采掘设备配备信号探测器，探测第一无线信号，得到移动信号发射器与采掘设备的第一距离。系统还包括第一比较器，用于比较第一距离和安全警戒距离之间的大小；报警器，当确定第一距离小于安全警戒距离时，发出第一报警信号以提示工作人员。通过上述方案，工作人员与采掘设备配置了信号发送和接收装置，彼此之间的信号传输不受外界网络环境的干扰，具有更高的稳定性，一旦发现工作人员与采掘设备之间的距离小于安全警戒距离，立即发出报警信号，提醒工作人员注意安全，极大的提高了对工作人员人身保障的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿安全保障技术领域，具体涉及一种采掘工作面人机安全监控系统。
背景技术
煤矿企业是事故频率较高的企业，尤其是采掘工作面一直是煤矿安全生产事故高发地之一。矿井采掘工作面遍布着采煤机、掘进机、锚杆机、梭车等大型采掘机械设备，以及较多的采掘工人和机修人员。空间狭小且环境的复杂度高，工作人员在与机器近距离接触的时候极易引发人身安全事故进而影响正常的采掘生产。
现有的人机安全监测系统大都通过以下方式实现：为工作人员和机器设备配置无线信号发射装置，由地面上的控制台接收无线信号发射装置发射的信号，控制台根据接收到的信号确定每一工作人员和每一机器设备所在的位置，当工作人员和机器设备的距离过近时提醒工作人员注意安全。现有的这种监测方式依赖于工作面和地面之间网络信号的稳定性，一旦网络中断则无法实现监测预警，因此具有现场实用性差、对工作人员安全保障性不高的缺陷。
实用新型内容
本实用新型实施例旨在提供一种采掘工作面人机安全监控系统，以解决现有技术中采掘工作面工作人员安全保障差的技术问题。
本实用新型实施例提供一种采掘工作面人机安全监控系统，包括：
移动信号发射器，由采掘工作面内的工作人员配备，实时发送第一无线信号；
信号探测器，安装于采掘设备中，探测所述移动信号发射器发送的所述第一无线信号，根据所述第一无线信号得到所述移动信号发射器与所述采掘设备的第一距离，输出与所述第一距离对应的第一电压信号；
第一比较器，其第一输入端接收与安全警戒距离对应的第一基准电压信号，第二输入端接收所述第一电压信号，当所述第一电压信号小于所述第一基准电压信号时，输出第一控制信号；
报警器，接收所述第一比较器的输出信号，当接收到第一控制信号时，发出第一报警信号。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，还包括：
控制器，接收所述第一比较器的输出信号，当接收到第一控制信号时，控制采掘设备停机。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，还包括：
静态信号发射器，安装于采掘工作面内预设参考点位置处，实时发送第二无线信号；
所述信号探测器，探测所述静态信号发射器发送的所述第二无线信号，根据所述第二无线信号得到所述静态信号发射器与所述采掘设备的第二距离，输出与所述第二距离对应的第二电压信号；
第二比较器，其第一输入端接收与预设距离阈值对应的第二基准电压信号，第二输入端接收所述第二电压信号，当所述第二电压信号小于所述第二基准电压信号时，输出第二控制信号；
所述报警器，接收所述第二比较器的输出信号，当接收到第二控制信号时，发出第二报警信号。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，所述控制器，接收所述第二比较器的输出信号，当接收到第二控制信号时，控制采掘设备减速或停机。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，还包括:
中转分站，接收所有信号探测器发送的第一电压信号和第二电压信号，并根据所有的第一电压信号和第二电压信号得到每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，还包括:
无线网络模块，实现所述中转分站与地面控制台之间的通信连接，所述中转分站将每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置发送至所述地面控制台。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，所述移动信号发射器和所述静态信号发射器为射频信号发射器；
所述信号探测器为射频信号接收器。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，还包括：
可穿戴式设备，由采掘工作面内的工作人员配备，所述移动信号发射器置于所述可穿戴式设备内。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，所述可穿戴式设备包括手环、反光背心、安全帽、防护眼镜中的至少一种。
可选地，上述的采掘工作面人机安全监控系统中，所述报警器包括警示灯控制电路和/或报警音播放控制电路。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：
本实用新型实施例提供的采掘工作面人机安全监控系统，为采掘工作面内的工作人员配备移动信号发射器，实时发送表征工作人员位置的第一无线信号。同时，为采掘设备配备信号探测器，探测移动信号发射器发送的第一无线信号，并根据第一无线信号得到移动信号发射器与采掘设备的第一距离(也即工作人员与采掘设备之间的距离)。系统还包括第一比较器，用于比较第一距离和安全警戒距离之间的大小关系；报警器，根据第一比较器的比较结果，当确定第一距离小于安全警戒距离时，发出第一报警信号以提示工作人员。通过上述方案，工作人员与采掘设备配置了信号发送和接收装置，彼此之间的信号传输不受外界网络环境的干扰，具有更高的稳定性，一旦发现工作人员与采掘设备之间的距离小于安全警戒距离，能够立即发出报警信号，提醒工作人员注意安全，极大的提高了对工作人员人身保障的安全性。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例所述采掘工作面人机安全监控系统的结构示意图；
图2为本实用新型另一实施例所述采掘工作面人机安全监控系统的结构示意图；
图3为本实用新型又一个实施例所述采掘工作面人机安全监控系统的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种采掘工作面人机安全监控系统，如图1所示，包括移动信号发射器101，由采掘工作面内的工作人员配备，实时发送第一无线信号；信号探测器102，安装于采掘设备中，探测所述移动信号发射器101发送的所述第一无线信号，根据所述第一无线信号得到所述移动信号发射器101与所述采掘设备的第一距离，输出与所述第一距离对应的第一电压信号；第一比较器103，其第一输入端接收与安全警戒距离对应的第一基准电压信号，第二输入端接收所述第一电压信号，当所述第一电压信号小于所述第一基准电压信号时，输出第一控制信号；报警器104，接收所述第一比较器103的输出信号，当接收到第一控制信号时，发出第一报警信号，以提示工作人员注意安全。
其中，所述移动信号发射器101可以采用现有移动标签类设备实现，例如RFID发射器、NFC近场通信芯片、蓝牙模块等，可直接利用工作人员的手持终端、手机等移动终端实现。另一种方式中，还可以包括可穿戴式设备，来由采掘工作面内的工作人员配备，所述移动信号发射器101置于所述可穿戴式设备内。所述可穿戴式设备包括手环、反光背心、安全帽、防护眼镜中的至少一种。相应地，所述信号探测器102采用与所述移动信号发射器101同种频段的信号接收器即可。例如当移动信号发射器101采用RFID发射器时，信号探测器102即可采用RFID接收器。当确定了移动信号发射器101和信号探测器102的类型之后，信号探测器102可采用现有的方式确定第一距离。例如，对于第一无线信号来说，当确定其频段后即可确定其传输速度。移动信号发射器101发射第一无线信号时，第一无线信号同时记载了发射时间，当信号探测器102接收到第一无线信号时，信号探测器102能够自动记录其接收时间，根据发射时间、接收时间以及速度即可得到移动信号发射器101与信号探测器102之间的第一距离，而这一距离实际上就是工作人员与采掘设备之间的距离，信号探测器102最终输出与所述第一距离对应的第一电压信号。而第一比较器103可采用常规比较电路实现即可，根据两个输入端信号的比较结果，第一比较器可输出高电平或者低电平。报警器104可采用包括警示灯控制电路、报警音播放控制电路或者同时包含以上两种电路。通过警示灯闪烁、播放警示音、或者两者结合的方式提醒工作人员注意安全。
本实施例的上述方案，工作人员与采掘设备配置了信号发送和接收装置，彼此之间的信号传输不受外界网络环境的干扰，具有更高的稳定性，一旦发现工作人员与采掘设备之间的距离小于安全警戒距离，能够立即发出报警信号，提醒工作人员注意安全，极大的提高了对工作人员人身保障的安全性。
在上述方案的基础上，如图2所示，系统还可以包括控制器105，接收所述第一比较器的输出信号，当接收到第一控制信号时，控制采掘设备停机。当控制器105接收到第一控制信号，则说明工作人员与采掘设备的距离过近，可能会对工作人员的人身安全带来不利，为了防止工作人员在嘈杂的环境下没有注意到报警器的报警提示，可进一步控制采掘设备停机，从而保证工作人员的人身安全。
如图2所示，上述方案中的系统还可以包括静态信号发射器106，安装于采掘工作面内预设参考点位置处，实时发送第二无线信号；所述信号探测器102，探测所述静态信号发射器106发送的所述第二无线信号，根据所述第二无线信号得到所述静态信号发射器106与所述采掘设备的第二距离，输出与所述第二距离对应的第二电压信号；系统还包括第二比较器107，其第一输入端接收与预设距离阈值对应的第二基准电压信号，第二输入端接收所述第二电压信号，当所述第二电压信号小于所述第二基准电压信号时，输出第二控制信号；所述报警器104，接收所述第二比较器107的输出信号，当接收到第二控制信号时，发出第二报警信号。进一步地，所述控制器105，接收所述第二比较器107的输出信号，当接收到第二控制信号时，控制采掘设备减速或停机。其中的静态信号发射器106、第二比较器107的工作原理同移动信号发射器101和第一比较器103的工作原理相同，在此不再详细描述。静态信号发射器106可根据实际场地的不同，将其设置在可能会给采掘设备的工作带来影响的位置，例如一些区域限制的栏杆上、一些地势高度很大的低洼处边缘等。当采掘设备距离这些位置较近时，可通过报警器104发出报警信号以提示操作人员注意安全。
实施例2
如图3所示，在上述方案的基础上，本实施例提供的采掘工作面人机安全监控系统，还包括：
中转分站108，接收所有信号探测器102发送的第一电压信号和第二电压信号，并根据所有的第一电压信号和第二电压信号得到每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置。由于每一位工作人员都配备移动信号发射器101，每一采掘设备都配备信号探测器102，在采掘工作面上的多处需要注意安全的预设参照点位置处都设置了静态信号发射器106，因此每一信号探测器102可接收到多个移动信号发射器101发送的第一无线信号和多个静态信号发射器106发送的第二无线信号，相应地也就得到多个第一电压信号和多个第二电压信号。中转分站108接收到所有的第一电压信号和第二电压信号。通过在中转分站108中预置已知算法即可实现对工作人员和采掘设备的定位。本实施例中可采用多边测量定位算法(Multi-Lateration Algorithm)来实现。根据信号到达不同探测器的距离，以探测器为圆心，距离为半径作圆，信号源必然处于多圆重合区域，圆的焦点就是信号的位置。
优选地，上述系统还包括无线网络模块，实现所述中转分站108与地面控制台之间的通信连接，所述中转分站108将每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置发送至所述地面控制台。所述地面控制台可以根据每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置对采掘工作面中的工作状态进行远程监控。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于，包括：
移动信号发射器，由采掘工作面内的工作人员配备，实时发送第一无线信号；
信号探测器，安装于采掘设备中，探测所述移动信号发射器发送的所述第一无线信号，根据所述第一无线信号得到所述移动信号发射器与所述采掘设备的第一距离，输出与所述第一距离对应的第一电压信号；
第一比较器，其第一输入端接收与安全警戒距离对应的第一基准电压信号，第二输入端接收所述第一电压信号，当所述第一电压信号小于所述第一基准电压信号时，输出第一控制信号；
报警器，接收所述第一比较器的输出信号，当接收到第一控制信号时，发出第一报警信号。
2.根据权利要求1所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于，还包括：
控制器，接收所述第一比较器的输出信号，当接收到第一控制信号时，控制采掘设备停机。
3.根据权利要求2所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于，还包括：
静态信号发射器，安装于采掘工作面内预设参考点位置处，实时发送第二无线信号；
所述信号探测器，探测所述静态信号发射器发送的所述第二无线信号，根据所述第二无线信号得到所述静态信号发射器与所述采掘设备的第二距离，输出与所述第二距离对应的第二电压信号；
第二比较器，其第一输入端接收与预设距离阈值对应的第二基准电压信号，第二输入端接收所述第二电压信号，当所述第二电压信号小于所述第二基准电压信号时，输出第二控制信号；
所述报警器，接收所述第二比较器的输出信号，当接收到第二控制信号时，发出第二报警信号。
4.根据权利要求3所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于：
所述控制器，接收所述第二比较器的输出信号，当接收到第二控制信号时，控制采掘设备减速或停机。
5.根据权利要求4所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于，还包括:
中转分站，接收所有信号探测器发送的第一电压信号和第二电压信号，并根据所有的第一电压信号和第二电压信号得到每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置。
6.根据权利要求5所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于，还包括:
无线网络模块，实现所述中转分站与地面控制台之间的通信连接，所述中转分站将每一工作人员的位置和每一采掘设备的位置发送至所述地面控制台。
7.根据权利要求6所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于：
所述移动信号发射器和所述静态信号发射器为射频信号发射器；
所述信号探测器为射频信号接收器。
8.根据权利要求1-7任一项所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于，还包括：
可穿戴式设备，由采掘工作面内的工作人员配备，所述移动信号发射器置于所述可穿戴式设备内。
9.根据权利要求8所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于：
所述可穿戴式设备包括手环、反光背心、安全帽、防护眼镜中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的采掘工作面人机安全监控系统，其特征在于：
所述报警器包括警示灯控制电路和/或报警音播放控制电路。
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| CN201621453924.8U CN206360721U (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 采掘工作面人机安全监控系统 |
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Cited By (1)
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| CN114151136A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-08 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 一种转载机的人员保护方法 |
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2016
- 2016-12-27 CN CN201621453924.8U patent/CN206360721U/zh active Active
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| CN114151136B (zh) * | 2021-11-04 | 2024-02-20 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 一种转载机的人员保护方法 |
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