一种智能预警护巷机器车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能预警护巷机器车，涉及矿井施工设备技术领域，解决了传统的围岩支护技术难以满足工作面快速推进时的及时支护要求的问题，其技术方案要点是：机车主体包括车体、行驶驱动机构和支护机构；控制系统包括围岩变形破坏预警模块、无线传输模块、路径规划模块、空间定位模块、避障模块、主控制器；围岩变形破坏预警模块包括位移传感器、与位移传感器电性连接的信号发射器、与主控制器电性连接的信号接收器；路径规划模块与主控制器通信连接；空间定位模块包括均与主控制器通信连接的存储器和定位传感器，具有增强围岩断面加固的及时性，减少人力加固巷道围岩时面临危险作业的几率，降低人力成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种智能预警护巷机器车
本技术涉及矿井施工设备
，更具体地说，它涉及一种智能预警护巷机器车。
技术介绍
煤炭资源仍是保证我国“五基两带”建设的能源基石，随着开采强度(深度)的增加以及开采技术(方法)的进步，决定巷道围岩稳定性的应力场、位移场及裂隙场将发生显著变化。传统的支护技术及支护工艺很难直接用于现代化矿井高效、绿色、安全生产，尤其对于综采工作面快速推进时动压巷道的安全维护问题，传统的加强支护技术包括锚杆支护配合单体液压支柱、门式支架以及自移式液压支架等，很难满足工作面快速推进时的及时支护要求，制约了工作面的快速推进开采工艺。基于以上问题，如何保证回采巷道内快速加强支护成为该领域工程技术人员急需解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能预警护巷机器车，具有增强围岩断面加固的及时性，减少人力加固巷道围岩时面临危险作业的几率，降低人力成本的效果。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智能预警护巷机器车，包括机车主体和控制系统；所述机车主体包括车体、行驶驱动机构和支护机构，行驶驱动机构和支护机构均与主控制器电性连接；所述控制系统包括围岩变形破坏预警模块、无线传输模块、路径规划模块、空间定位模块、避障模块、主控制器；其中，所述围岩变形破坏预警模块包括信号发射器、信号接收器、间隔布设在巷道的位移传感器，位移传感器均与信号发射器电性连接，信号接收器与主控制器电性连接；所述路径规划模块与所述主控制器通信连接；所述空间定位模块包括存储器和均匀分布在巷道底板上的定位传感器，存储器和定位传感器均与所述主控制器通信连接；所述避障模块包括安装在车体行驶前端的摄像机，摄像机与所述主控制器电性连接。通过采用上述技术方案，当相应位移传感器监测到的围岩变形量达到预设置的预警值时，信号发射器发射的预警信号经无线传输模块传输至信号接收器；然后路径规划模块确认目标位置后规划出最优路线和行驶时间；主控制器根据最优路线和行驶时间控制机车主体行驶至目标后，接着驱动支护机构对相应围岩断面进行支护；在机车主体行驶经过定位传感器时，主控制器感应到相应定位传感器，并根据机车主体行驶距离定位自己相对定位传感器的相对坐标、相对零点的绝对坐标以及相对目标点的相对坐标，形成定位算法，以及将机车主体的行驶轨迹自动存储并记忆在存储器中，待机车主体完成护巷工作后可根据行驶轨迹原路返回到零点位置，形成记忆算法；避障模块根据摄像机获取的图像信息识别、判断障碍物，并作出相应的决策；增强了围岩断面加固的及时性，减少了人力加固巷道围岩时面临危险作业的几率，降低了围岩支护的人力成本。本技术进一步设置为：所述车体包括底座、位于底座上方的圆形钢板以及第一驱动源，圆形钢板与底座相对转动连接，第一驱动源与主控制器电性连接，圆形钢板的圆周方向上套装有橡胶套。通过采用上述技术方案，利用圆形钢板与底座相对转动连接，使得圆形钢板在水平面内旋转任意角度，减少机车主体的行驶轨迹和方向受干扰的情况发生。本技术进一步设置为：所述行驶驱动机构包括四个球形车轮、传动机构和第二驱动源，球形车轮通过传动机构与第二驱动源的输出端连接，第二驱动源与主控制器电性连接。通过采用上述技术方案，球形车轮沿水平方向做360度旋转，便于灵活调节机车主体的行驶方向，使得机车主体能够双向行驶，节省频繁掉头所需的空间资源。本技术进一步设置为：所述支护机构包括框架式顶梁、油缸和多根液压支柱；所述油缸一端与圆形钢板固定连接，另一端与框架式顶梁固定连接；所述液压支柱伸缩后底端可与巷道底板接触，底座穿设有供液压支柱伸入的中心通孔。通过采用上述技术方案，液压支柱伸缩后底端与巷道底板接触，便于将机车主体悬空，减少机车主体受压损坏的情况发生；油缸伸缩后，使得框架式顶梁与巷道顶板接触，便于对围岩断面进行支撑。本技术进一步设置为：所述液压支柱为三根或四根，所述框架式顶梁为矩形、圆形或三角形的网格结构。通过采用上述技术方案，便于增强框架式顶梁对围岩断面支撑的稳定性。本技术进一步设置为：所述巷道壁内挖设有供机器车停放的停车硐室。通过采用上述技术方案，便于临时停放机车主体。本技术进一步设置为：所述无线传输模块为无线局域网。通过采用上述技术方案，便于增强信号传输的稳定性。综上所述，本技术具有以下有益效果：可重复性强、环保性能好、实施效率高、辅助运输和灾害预警处理智能无人化；增强了围岩断面加固的及时性，减少了人力加固巷道围岩时面临危险作业的几率，降低了人力成本；球形车轮沿水平方向做360度旋转，便于灵活调节机车主体的行驶方向，使得机车主体能够双向行驶，节省频繁掉头所需的空间资源；便于增强机车主体运行的可靠性，减少因巷道堵塞而影响围岩断面支护的情况发生。附图说明图1是本技术实施例中位移传感器的安装示意图；图2是本技术实施例中机车主体的收拢状态结构示意图；图3是本技术实施例中机车主体的打开状态结构示意图；图4是本技术实施例中的架构框图。图中：1、支护机构；11、框架式顶梁；12、油缸；13、液压支柱；2、车体；21、圆形钢板；22、底座；23、中心通孔；24、橡胶套；3、行驶驱动机构；31、球形车轮；4、摄像机；5、巷道；51、位移传感器；52、停车硐室；53、信号发射器；54、信号接收器；6、主控制器；7、定位传感器；71、存储器；8、路径规划模块。具体实施方式以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。实施例：一种智能预警护巷机器车，如图2所示，包括机车主体和控制系统。机车主体包括车体2、行驶驱动机构3和支护机构1。其中，行驶驱动机构3用于根据主控制器6生成的行驶控制命令驱动车体2移动。支护机构1用于根据主控制器6生成的支护控制命令展开支撑预警断面的顶板。如图1与图4所示，控制系统包括围岩变形破坏预警模块、无线传输模块、路径规划模块8、空间定位模块、避障模块和主控制器6。其中，围岩变形破坏预警模块包括信号发射器53、信号接收器54、间隔布设在巷道5的位移传感器51，位移传感器51均与信号发射器53电性连接，信号接收器54与主控制器6电性连接。在本实施例中，信号发射器53安装在巷道5内，信号接收器54安装在机车主体上。当相应位移传感器51监测到的围岩变形量达到预设置的预警值时，信号发射器53发射的预警信号经无线传输模块传输至信号接收器54。如图4所示，路径规划模块8与主控制器6通信连接，用于根据预警信号获取相应预警断面的位置信息以及车体2的位置信息，并确定最优路线和行驶时间。在本实施例中，路径规划模块8为常规的GPS定位系统中的路径规划单元，内置有巷道5的地图信息。如图1与图4所示，空间定位模块包括存储器71和均匀分布在巷道5底板上的定位传感器7，存储器71和定位传感器7均与主控制器6通信连接。当车体2行驶经过相应定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能预警护巷机器车，其特征是：包括机车主体和控制系统；/n所述机车主体包括车体(2)、行驶驱动机构(3)和支护机构(1)，行驶驱动机构(3)和支护机构(1)均与主控制器(6)电性连接；/n所述控制系统包括围岩变形破坏预警模块、无线传输模块、路径规划模块(8)、空间定位模块、避障模块、主控制器(6)；其中，所述围岩变形破坏预警模块包括信号发射器(53)、信号接收器(54)、间隔布设在巷道(5)的位移传感器(51)，位移传感器(51)均与信号发射器(53)电性连接，信号接收器(54)与主控制器(6)电性连接；所述路径规划模块(8)与所述主控制器(6)通信连接；所述空间定位模块包括存储器(71)和均匀分布在巷道(5)底板上的定位传感器(7)，存储器(71)和定位传感器(7)均与所述主控制器(6)通信连接；所述避障模块包括安装在车体(2)行驶前端的摄像机(4)，摄像机(4)与所述主控制器(6)电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能预警护巷机器车，其特征是：包括机车主体和控制系统；
所述机车主体包括车体(2)、行驶驱动机构(3)和支护机构(1)，行驶驱动机构(3)和支护机构(1)均与主控制器(6)电性连接；
所述控制系统包括围岩变形破坏预警模块、无线传输模块、路径规划模块(8)、空间定位模块、避障模块、主控制器(6)；其中，所述围岩变形破坏预警模块包括信号发射器(53)、信号接收器(54)、间隔布设在巷道(5)的位移传感器(51)，位移传感器(51)均与信号发射器(53)电性连接，信号接收器(54)与主控制器(6)电性连接；所述路径规划模块(8)与所述主控制器(6)通信连接；所述空间定位模块包括存储器(71)和均匀分布在巷道(5)底板上的定位传感器(7)，存储器(71)和定位传感器(7)均与所述主控制器(6)通信连接；所述避障模块包括安装在车体(2)行驶前端的摄像机(4)，摄像机(4)与所述主控制器(6)电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种智能预警护巷机器车，其特征是：所述车体(2)包括底座(22)、位于底座(22)上方的圆形钢板(21)以及第一驱动源，圆形钢板(21)与底座(22)相对转动连接，第一驱动源与主控制器(6)电性连接，圆形钢板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：神文龙，狮国藏，郑龙飞，石鑫磊，南华，肖同强，王猛，柏建彪，王襄禹，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41