一种井下输送车及智能运输系统技术方案

本发明专利技术涉及采矿设备技术领域，具体公开了一种井下输送车及智能运输系统，包括可在轨道上行驶的车体，车体上设有输送车PLC控制系统，以及与输送车PLC控制系统电连接的直流斩波器、人机交互系统、语音播报系统、位置矫正反射板、无线通讯设备、测距系统、掉轨检测器、速度及位置检测器和自动刹车系统。具有无线收发信号功能，无线传输输送车的电流、电压、速度等参数并接受遥控信号、道岔动作信号、路选线择信号、刹车、加减速信号等；刹车系统为自动气动式，实现良好的刹车性能；架线升降弓为自动形式，实现根据不同运行状态，实现自动升降；具有遇前方障碍物检测装置，实现遇行人、障碍物鸣笛报警或停车的功能；具有输送车掉道检测功能。

【技术实现步骤摘要】
一种井下输送车及智能运输系统
本专利技术涉及矿井下采矿
，尤其是涉及一种井下输送车及智能运输系统。
技术介绍
智能化矿山是现代矿山企业的发展方向，井下运输自动化系统在国外很早已经开始设计使用。我国的矿山在井下智能运输方面还处于初级阶段。目前，我国有色金属矿山地下采矿技术、自动化和信息水平与当今矿业的发展总体水平不相适应，具体问题如下：（1）目前矿井下的有轨运输采用的生产调度系统还是比较原始的指挥，不能实现自动联锁，不能直接控制输送车的运行，对输送车的控制能力低，造成调度效率低。（2）运输系统不能获得输送车的精确位置。（3）人工操作输送车运行，使得矿石运输受到人为因素的影响很大，人员疲惫、超速脱轨、闯红灯现象时有发生，甚至出现追尾等严重事故。（4）由于输送车司机考虑到安全运行的要求，同时受到人工反应速度等因素的共同影响，不能充分发挥输送车最大的运输能力，也会使得运输效率低。（5）由于电气设备、控制设备装备水平低，需要维护的工作量大；由于控制水平低，造成相关一些机械设备维护工作量大，导致需要的维护人员数量增多。（6）矿车装载和卸载不能自动完成，无法与溜井和给矿机实现联锁运行。因此，有必要提出一种井下输送车及智能运输系统，以解决上述技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的是提供一种井下输送车，具有无线收发信号功能，无线传输输送车的电流、电压、速度等参数并接受遥控信号、道岔动作信号、路选线择信号、刹车、加减速信号等；刹车系统为自动气动式，实现良好的刹车性能；架线升降弓为自动形式，实现根据不同运行状态，实现自动升降；具有遇前方障碍物检测装置，实现遇行人、障碍物鸣笛报警或停车的功能；具有输送车掉道检测功能。本专利技术的第二个目的是提供一种井下输送车及智能运输系统，可自动调度井下各个巷道内的输送车、实现自动运行、自动装载和卸载。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：一种井下输送车，包括可在轨道上行驶的车体，所述车体上设有输送车PLC控制系统，以及与输送车PLC控制系统电连接的直流斩波器、人机交互系统、语音播报系统、位置矫正反射板、无线通讯设备、测距系统、掉轨检测器、速度及位置检测器和自动刹车系统；所述车体上还设有自动升降电弓系统，所述自动升降弓系统电连接电源变换器和UPS电源，所述电源变换器和UPS电源电连接直流斩波器；所述直流斩波器电连接输送车PLC控制系统、直流驱动电机和制动电阻箱；所述车体顶部还设有视频监控器，所述视频监控器与输送车PLC控制系统电连接。通过采用上述技术方案：采用直流控制方式作为控制和驱动电源，在技术难度和成本方面将大大降低。通过对输送车斩波调速装置的设置，实现输送车的有牵引、制动等功能。为了输送车的速度控制实现闭环控制，在直流斩波器的给定侧加入速度闭环控制模块，通过编码器采集输送车电机的实际速度，实现速度反馈，与给定速度进行比较，完成负反馈的PID调节，最终实现给直流斩波器的速度调节值输出。输送车的速度给定、正反转控制、复位、风机控制、使能控制等控制信号都有PLC系统给出，同时PLC系统采集实际电机速度、输入电压等。输送车传动增加制动电阻斩波器SQ，在制动时控制制动电阻能量回馈消耗的开通。本方案采用的电机控制器具有完善的保护功能：（1）过热保护：过热保护功能避免调速器内部元件工作在过热环境中，能显著延长元件工作寿命。（2）限流保护：限流保护功能除了能在电机堵转时保护调速器内部元件，还能防止电机过热。（3）异常保护：异常保护能在调速器或电机出现异常时迅速关断，避免故障进一步扩大。（4）所有电机控制器均经过严格的密封性测试，保证了其优良的防水防潮性能。电机控制器中，IGBT串联在“串激式”牵引电机电路内，当IGBTVT1(VT2)导通时，电机电流线性上升；IGBT关断时，电机电流通过续流二极管D1(D2)形成回路，电流线性下降。由于开关频率高，实际电机的电流等效为直流电流，通过改就IGBT的导通与关断的比例，即可改变电机两端的电压平均值，从而改变电机的转速，实现输送车高速的目的。由于IGBT工作在开关状态，导通关断时损耗很小，所以高速状态下节能效果显著。斩波器的各种保护功能（软起压、欠压、过压、过流）亦通过IGBT导通与关断的比例来实现。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的输送车PLC控制系统配置接口和模块如下包括以太网模块、模拟量输出模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和位置功能模块。通过采用上述技术方案：为了实现输送车的智能控制，需要在输送车上增加一套PLC控制系统，作为整个运输系统的一个从站。实现对输送车斩波器控制给定、刹车控制、语音控制、位置控制、红外距离检测控制、雷达测距控制、升降弓控制、与主站的通讯连接。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述人机交互系统为昆仑通泰人机交互系统，所述的直流驱动电机的控制器型号为HC2-300K型。通过采用上述技术方案：该调速器具备IGBT大功率模块作为主功率开关。驱动控制电路的各种保护功能完善。控制方式采用瞬时值控制模式，使得被控制的输送车具有牵引起车平稳、加速快、可靠性高、安全性能好。尤其是电制动减速效果明显、响应速度快、制动力强、刹车距离短还有正反转和制动能量回收功能。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述掉轨检测器包括接近开关和倾角开关，所述接近开关固定在对应轨道侧正上方，所述倾角开关安装在车体上，且水平安装。通过采用上述技术方案：输送车底部安装接近开关和倾角开关，共同实现对讲机的掉道检测。接近开关位置固定在对应轨道侧正上方位置。当输送车在轨道上时，接近开关可以探测到轨道（8mm范围），当输送车掉轨后，接近开关随输送车偏离轨道位置，接近开关超出检测距离，无法检测到轨道，输出给PLC系统相应信号。倾角开关安装在输送车车体平横位置，当输送车倾斜角度超过设定的角度时，开关输出信号，与安装的接近开关信号共同实现输送车脱轨故障报警。然后PLC系统快速做出相应输送车控制处理。倾角开关选用ZCT220J-SQT，其测角范围双轴±20度，报警角度可按客户要求在测量范围内任意设置。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述自动升降电弓系统装备有第一气缸，所述第一气缸内设有降弓弹簧，降弓弹簧设置在缸体内壁与活塞之间，自动升降电弓系统包括下臂杆、与下臂杆上端连接的上框架，所述上框架的顶部设有集电头，第一气缸的活塞杆铰接下臂杆的下端。通过采用上述技术方案：自动升降电弓系统为从接触网取得电能的电气设备，安装在输送车车顶上。本技术方案的自动升降电弓装备有气动装置，升弓：压缩空气经受电弓阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，下臂杆转动，抬起上框架和集电头，受电弓均匀上升，并同接触网接触。降弓：传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，使受电弓迅速下降，脱离接触网。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下输送车，包括可在轨道上行驶的车体（100），其特征在于，所述车体（100）上设有输送车PLC控制系统（101），以及与输送车PLC控制系统（101）电连接的直流斩波器（102）、人机交互系统（103）、语音播报系统（104）、位置矫正反射板（105）、无线通讯设备（106）、测距系统（107）、掉轨检测器（108）、速度及位置检测器（109）和自动刹车系统（110）；/n所述车体（100）上还设有自动升降电弓系统（111），所述自动升降弓系统（111）电连接电源变换器和UPS电源（112），所述电源变换器和UPS电源（112）电连接直流斩波器（102）；/n所述直流斩波器（102）电连接输送车PLC控制系统（101）、直流驱动电机（113）和制动电阻箱（114）；/n所述车体（100）顶部还设有视频监控器（115），所述视频监控器（115）与输送车PLC控制系统（101）电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下输送车，包括可在轨道上行驶的车体（100），其特征在于，所述车体（100）上设有输送车PLC控制系统（101），以及与输送车PLC控制系统（101）电连接的直流斩波器（102）、人机交互系统（103）、语音播报系统（104）、位置矫正反射板（105）、无线通讯设备（106）、测距系统（107）、掉轨检测器（108）、速度及位置检测器（109）和自动刹车系统（110）；
所述车体（100）上还设有自动升降电弓系统（111），所述自动升降弓系统（111）电连接电源变换器和UPS电源（112），所述电源变换器和UPS电源（112）电连接直流斩波器（102）；
所述直流斩波器（102）电连接输送车PLC控制系统（101）、直流驱动电机（113）和制动电阻箱（114）；
所述车体（100）顶部还设有视频监控器（115），所述视频监控器（115）与输送车PLC控制系统（101）电连接。


2.根据权利要求1所述的井下输送车，其特征在于，所述的输送车PLC控制系统（101）配置接口和模块如下包括以太网模块、模拟量输出模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块和位置功能模块。


3.根据权利要求1所述的井下输送车，其特征在于，所述人机交互系统（103）为昆仑通泰人机交互系统（103），所述的直流驱动电机（113）的控制器型号为HC2-300K型。


4.根据权利要求1所述的井下输送车，其特征在于，所述掉轨检测器（108）包括接近开关（1081）和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王占楼，连民杰，王会杰，李达伦，张鑫，周文略，孙祥虎，马双双，薛冲，房观华，陈涛，彭海明，
申请(专利权)人：中钢集团山东富全矿业有限公司，中钢矿业开发有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37