CN214170608U

CN214170608U - 基于uwb和rfid的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置

Info

Publication number: CN214170608U
Application number: CN202023029851.9U
Authority: CN
Inventors: 任跃武; 任志刚; 赵晓勇; 陆艳萍; 徐飞龙; 石成虎; 张岩岩; 尉岩; 闫宇航; 席巧娣
Original assignee: Xi'an Heavy Loading Intelligent Mine Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Heavy Loading Intelligent Mine Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2030-12-16

Abstract

本实用新型公开了一种基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，包括：车载UWB定位标签、人员UWB定位标签、UWB定位基站、RFID无线信标、RFID读卡器、交换机、预警部件和控制器；UWB定位基站沿井下巷道均匀布设；车载UWB定位标签设于吊车的底部中心，人员UWB定位标签设于人员佩戴的安全帽上；RFID无线信标设于井下岔道交汇处，RFID读卡器设于吊车前后端，RFID读卡器和UWB定位基站与交换机通信，交换机与控制器进行信息互通；控制器与预警部件电连接。本实用新型通过在岔道口处RFID的设置，结合UWB，提高了井下岔道口处的矿用单轨吊车的行驶安全性，保证其运输效率。

Description

基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置

技术领域

本实用新型涉及矿井安全技术领域，具体涉及一种基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置。

背景技术

由于矿用单轨吊车安全性高、爬坡能力强、转弯灵活、运行速度快、不受巷道底板影响等特点，已成为一种重要的矿井运输方式；煤矿井下运输巷道体系庞大，井下的矿用车辆的数量也非常多，很容易引起井下矿用车辆的安全事故，出现矿用车辆碰撞或车撞人的现象，存在严重的安全隐患。然而现有的人工安全预警方式，会耗费大量人力、物力，资源利用率低。自动安全预警可以在节约运输资源的同时提高采矿效率，逐渐取代了人工安全预警。

自动预警技术中，信号的稳定传输尤其重要；而现有技术中大多采用基于UWB(超宽带)技术的位置检测和信号传输，但是单纯的UWB信号可靠性较差，例如：某一路段存在大量货物堆放时，会对通信基站产生遮挡，从而影响信号传输；另对于井下巷道的岔道口来说，其就相当于是一个中转站，此处往往会有大量的货物堆积或人员搬运货物的情况，很容易产生信号的遮挡，从而带来安全隐患；而对于井下的矿用单轨吊车来讲，其在井下的使用数量多、运输速度快，在丢失信号后很容易发生安全事故。因此，矿用单轨吊车的井下行驶安全性和运输效率之间产生矛盾，此时，对井下矿用单轨吊车运输过程中的碰撞风险进行可靠预警就显得非常重要。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提出一种基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，通过在岔道口处RFID的设置，结合UWB，有效解决了此处UWB的信号遮挡问题，大大提高了井下岔道口处的矿用单轨吊车的行驶安全性，且保证了其运输效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，矿用单轨吊车吊设于运输轨道上，所述预警装置包括：车载UWB定位标签、人员UWB定位标签、UWB定位基站、RFID无线信标、RFID读卡器、交换机、预警部件和控制器；其中，所述UWB定位基站沿井下巷道均匀布设，且设置于井下巷道的路边；所述车载UWB定位标签设置于矿用单轨吊车的底部中心位置，所述人员UWB定位标签设置于人员佩戴的安全帽上；

所述RFID无线信标设置于井下巷道的岔道交汇处对应的巷道顶壁上，所述RFID读卡器设置于单轨吊车的前后两端，每个RFID读卡器和每个UWB定位基站分别通过无线传输网与所述交换机通信，所述交换机通过以太网与控制器进行信息互通；所述控制器的信号输出端与预警部件的控制端电连接。

本实用新型的特点和进一步的改进在于：

进一步的，相邻UWB定位基站的布设间距为100-200m。

进一步的，所述车载UWB定位标签和人员UWB定位标签分别与对应的UWB定位基站实现短距离无线信号传输。

进一步地，所述RFID无线信标与RFID读卡器进行信息的无线传输。

进一步的，所述预警部件为声光报警器。

更进一步的，所述声光报警器安装于所述矿用单轨吊车的驾驶舱内。

进一步的，所述控制器集成于所述矿用单轨吊车的驾驶平台内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过将UWB和RFID(射频识别)相结合，提高了井下矿用单轨吊车的定位精度和可靠性，解决了单一RFID的定位精度差，而单纯UWB信号易被遮挡的问题；同时，通过岔道口处RFID的设置，有效解决了此处UWB的信号遮挡问题，大大提高了井下岔道口处的矿用单轨吊车的行驶安全性，且保证了其运输效率；当发现存在碰撞风险时，对相应矿用单轨吊车进行报警，使其减速或停车，提高人员的井下人身安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置的连接示意图；

图2为本实用新型实施例中各部件的布置位置示意图；

以上图中，1矿用单轨吊车；2车载UWB定位标签；3人员UWB定位标签；4UWB定位基站；5RFID无线信标；6RFID读卡器；7交换机；8预警部件；9控制器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。

参考图1和图2，本实用新型提供一种基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，矿用单轨吊车1吊设于运输轨道上，所述预警装置包括：车载UWB定位标签2、人员UWB定位标签3、UWB定位基站4、RFID无线信标5、RFID读卡器6、交换机7、预警部件8和控制器9；其中，所述UWB定位基站4沿井下巷道均匀布设，且设置于井下巷道的路边；所述车载UWB定位标签2设置于矿用单轨吊车1的底部中心位置，所述人员UWB定位标签3设置于人员佩戴的安全帽上；所述RFID无线信标5设置于井下巷道的岔道交汇处对应的巷道顶壁上，所述RFID读卡器6设置于矿用单轨吊车1的前后两端，每个RFID读卡器6和每个UWB定位基站4分别通过无线传输网与所述交换机7通信，所述交换机7通过以太网与控制器9进行信息互通；所述控制器9的信号输出端与预警部件8的控制端电连接。

以上实施例中，由于煤矿井下巷道狭小且数量多，巷道曲折多弯，且存在大量的巷道岔口，因此，在弯道处或岔道口很容易出现人撞车或车撞车的安全事故。本实用新型通过沿巷道均匀布设的UWB定位基站4与车载UWB定位标签2和人员UWB定位标签3进行无线超宽带通信，并将UWB定位标签携带的人员位置和矿用单轨吊车1的实时位置信息通过交换机7传输给控制器9，当人和矿用单轨吊车1的距离小于警戒阈值时，对矿用单轨吊车1发出减速或停车的预警信息。而在巷道的岔道口处，如图2所示，往往会放置大量的待转运的货物，而当人在此处卸货，就会发生人和货物挡住UWB定位基站4的情况，发生通信中断的情况；本实用新型通过在岔道口交汇处对应的巷道顶壁上设置RFID无线信标5，当矿用单轨吊车1接近岔道口时，其前端的RFID读卡器6识别该处的RFID无线信标5，RFID读卡器6通过交换机7与控制器9连接，当发现有车或人之间的距离小于安全阈值时，控制器9控制预警部件8对对应矿用单轨吊车1进行预警，提高行车安全性。本实用新型在岔道口这一事故多发地对矿用单轨吊车1进行二次补充定位，保证了岔道口处的行车和人员的安全。

以上实施例中，相邻UWB定位基站4的布设间距为100-200m。

以上实施例中，所述车载UWB定位标签2和人员UWB定位标签3分别与对应的UWB定位基站4实现短距离超宽带无线信号传输。

以上实施例中，所述RFID无线信标5与RFID读卡器6进行射频信息的无线传输。

以上实施例中，所述预警部件8为声光报警器，安装于所述矿用单轨吊车1的驾驶舱内便于提醒驾驶员进行减速、停车等操作。

以上实施例中，所述控制器9集成于所述矿用单轨吊车1的驾驶平台内。

本实用新型保证了井下矿用单轨吊车1的行车安全性，因此，在实际行车过程中，驾驶员可以根据具体的巷道情况调整吊车行车速度，拥堵时调慢车速，车少、人少时提高车速，从而在保证安全性的基础上提高了运输生产效率。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims

1.基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，矿用单轨吊车吊设于运输轨道上，其特征在于，所述预警装置包括：车载UWB定位标签、人员UWB定位标签、UWB定位基站、RFID无线信标、RFID读卡器、交换机、预警部件和控制器；其中，所述UWB定位基站沿井下巷道均匀布设，且设置于井下巷道的路边；所述车载UWB定位标签设置于矿用单轨吊车的底部中心位置，所述人员UWB定位标签设置于人员佩戴的安全帽上；

所述RFID无线信标设置于井下巷道的岔道交汇处对应的巷道顶壁上，所述RFID读卡器设置于矿用单轨吊车的前后两端，每个RFID读卡器和每个UWB定位基站分别通过无线传输网与所述交换机通信，所述交换机通过以太网与控制器进行信息互通；所述控制器的信号输出端与预警部件的控制端电连接。

2.根据权利要求1所述的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，其特征在于，相邻UWB定位基站的布设间距为100-200m。

3.根据权利要求2所述的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，其特征在于，所述车载UWB定位标签和人员UWB定位标签分别与对应的UWB定位基站实现短距离无线信号传输。

4.根据权利要求3所述的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，其特征在于，所述RFID无线信标与RFID读卡器进行信息的无线传输。

5.根据权利要求1所述的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，其特征在于，所述预警部件为声光报警器。

6.根据权利要求5所述的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，其特征在于，所述声光报警器安装于所述矿用单轨吊车的驾驶舱内。

7.根据权利要求1所述的基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警装置，其特征在于，所述控制器集成于所述矿用单轨吊车的驾驶平台内。