无人机溜井料位检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于自动化检测技术领域，尤其是涉及一种无人机溜井料位检测装置，其特征在于包括无人机本体、系统硬件和系统软件，系统硬件包括设置在无人机本体上的激光料位计，与此激光料位计相连接的控制器，与此控制器相连接的网络传输装置，分别与激光料位计、控制器和网络传输装置相连接的电源，分别与控制器相连接的摄像头和垂直位置传感器，电源分别与摄像头和垂直位置传感器相连接。本发明专利技术采用无人机技术，使用方便灵巧，减少了检修维护方面的工作，对矿山井下环境具有极强的适应性，本发明专利技术的无人机溜井料位检测装置可以通过无人机观察溜井内部情况，对于溜井的保养维护也很有意义。

【技术实现步骤摘要】
无人机溜井料位检测装置
本专利技术属于自动化检测
，尤其是涉及一种无人机溜井料位检测装置。
技术介绍
在金属矿山生产过程中，开采区域溜井料位与有轨机车和铲运机的调度和控制有非常大的关系，为了防止铲运机卸料对溜井造成严重的冲击，需要在溜井中保持一定的矿石料位作为缓冲，避免对溜井造成严重的损害；同时也要避免矿石溢出溜井，增加生产维护成本。因此，开采区域溜井料位测量对矿山生产的智能调度和控制有重要的意义。由于矿山溜井环境的复杂性，其料位检测与控制一直是困扰着国内外采矿行业的一大难题。采用传统的激光、雷达、超声等固定位置检测方法受到溜井内部粉尘大，安装维护困难等问题的影响，一直无法在矿山开采区域溜井上使用。另外，由于矿石下落会对溜井侧壁造成损伤，固定位置检测法容易也对设备造成损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于无人机技术研制的无人机溜井料位检测装置，克服了传统固定位置检测方法的安装维护困难，设备易损坏等问题。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的：本专利技术的无人机溜井料位检测装置，其特征在于包括无人机本体、系统硬件和系统软件，所述的系统硬件包括设置在所述无人机本体上的激光料位计，与此激光料位计相连接的控制器，与此控制器相连接的网络传输装置，分别与所述的激光料位计、控制器和网络传输装置相连接的电源，分别与所述控制器相连接的摄像头和垂直位置传感器，所述的电源分别与所述的摄像头和垂直位置传感器相连接。所述的控制器为ARM架构处理器。所述的垂直位置传感器包括设置在所述无人机本体上的数字气压计。本专利技术的优点：本专利技术的无人机溜井料位检测装置，采用无人机技术，使用方便灵巧，减少了检修维护方面的工作，对矿山井下环境具有极强的适应性；本专利技术的无人机溜井料位检测装置可以通过无人机观察溜井内部情况，对于溜井的保养维护也很有意义。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的系统硬件示意图。图3为本专利技术的系统软件流程图。图4为本专利技术的格雷母线对无人机的定位示意图。图5为本专利技术的泄露电缆信号接收示意图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方式。如图1-5所示，本专利技术的无人机溜井料位检测装置，其特征在于包括无人机本体1、系统硬件和系统软件，所述的系统硬件包括设置在所述无人机本体1上的激光料位计，与此激光料位计相连接的控制器，与此控制器相连接的网络传输装置，分别与所述的激光料位计、控制器和网络传输装置相连接的电源，分别与所述控制器相连接的摄像头和垂直位置传感器，所述的电源分别与所述的摄像头和垂直位置传感器相连接。所述的控制器为ARM架构处理器。所述的垂直位置传感器包括设置在所述无人机本体1上的数字气压计。本专利技术的无人机溜井料位检测装置由无人机本体1、系统硬件、系统软件三大部分组成，无人机检测有两种测量方式，一种是飞到溜井中，通过激光料位计测量料位；另一种是利用无人机本体1飞入溜井中，激光连续测量距离料面高度，一直飞到料面上方20厘米处（保证安全距离），利用自带的数字气压计，通过井口和料位的气压差，计算溜井料位。系统示意如图1所示。其中系统硬件包括激光料位计、控制器、摄像头、垂直位置传感器、电源、网络传输装置等部分组成。系统硬件示意图如图2所示。激光料位计选用半导体激光器，激光料位计安装在无人机本体1上，半导体激光器发射连续或高速脉冲激光束，激光束遇到被测物体表面进行反射，光线返回由激光接收器接收。记录激光自发射到接收之间的时间差，从而确定从激光雷达到被测物之间的距离。距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：D=C×T/2其中C为光速。无人机检测在溜井底部进行多点测量，通过计算拟合出溜井料面，更加准确的反应溜井料面。控制器采用采用ARM（AdvancedRISCMachine）架构处理器作为控制器，主要用于飞行控制，数据处理。激光料位计检测到的信号送到控制器中进行处理，控制器分析处理从激光料位计获得的信号，去除干扰信号，以及由于环境或位置变动等影响出现的错误数据，并将最终数据通过网络传输装置发送出去。摄像头具有红外夜视功能，适用于井下巷道飞行，以及溜井下探飞行。可以通过摄像头观察溜井内部情况。由于井下无法使用GPS定位导航，因此采用实时图像匹配辅助导航。在巷道中绘制标识图案，引导无人机本体1飞行及定位。垂直位置测量采用数字气压计，能够准确测量外界大气压的数值，体积小、重量轻，能适用于溜井测量环境。溜井内气压基本稳定，在控制器内存储气压与溜井海拔高度对照表，根据测量的气压值查表得到溜井料位海拔高度，再换算成溜井料位高度。如图4，采用格雷母线对无人机进行精确定位，格雷母线系统采用全数字检测技术，具有较高的灵敏度，频率分辨力高，较强的抗干扰能力。主要由编码器、天线箱、格雷母线、位置检测单元、PLC控制器等部分组成。格雷母线沿着溜井壁垂直安装，位置检测单元、PLC控制器等设置在溜井外，实时检测无人机位置，通过获得无人机的最深位置，获得溜井料位。在溜井内部，无人机与上位系统才无线通信，通过泄露电缆通信传输溜井内无人机通信信号。泄露电缆沿着溜井壁垂直安装。如图5，在溜井内壁布置水平成对布置泄露电缆，一根发射信号，一根接收信号，通过泄露电缆间磁场变化检测单元判断是否有无人机通过，辅助判断溜井深度。根据溜井深度布置相应数量的泄露电缆，在溜井内有料区域，可以对比接收信号的变化，判断是否出现堵料的情况。本专利技术采用的电源配有电池，溜井料位检测完毕之后自动返回起飞平台，通过超声导引无人机本体1对正位置，进行自动充电。网络传输装置支持无线以太网通信协议。在采区巷道布置无线通信网络，无人机检测装置通过无线网络与上位系统通信。本专利技术的系统软件部分采用ARM（AdvancedRISCMachine）架构处理器的编程语言。软件功能如下：1）系统软件中需要实现相应的用户任务；2）一键测量（操作工选定溜井进行测量）；3）巡航测量（根据规划路径，对多个溜井进行循环测量）；4）溜井料位的实时监测；5）料位检测故障后系统报警；6）系统能耗控制；7）系统初始化设定。检测装置的总体软件流程图如图3所示。本专利技术根据采区溜井布置情况，无人机检测装置可以测量一个溜井，也可以同时测量多个溜井。根据预先设定好的路线，起飞平台飞到溜井进行测量，测量结束后返回到起飞平台。也可以由操作人员远程操控无人机进行溜井料位测量。本专利技术的无人机溜井料位检测装置，采用无人机技术，使用方便灵巧，减少了检修维护方面的工作，对矿山井下环境具有极强的适应性；本专利技术的无人机溜井料位检测装置可以通过无人机观察溜井内部情况，对于溜井的保养维护也很有意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机溜井料位检测装置，其特征在于包括无人机本体、系统硬件和系统软件，所述的系统硬件包括设置在所述无人机本体上的激光料位计，与此激光料位计相连接的控制器，与此控制器相连接的网络传输装置，分别与所述的激光料位计、控制器和网络传输装置相连接的电源，分别与所述控制器相连接的摄像头和垂直位置传感器，所述的电源分别与所述的摄像头和垂直位置传感器相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机溜井料位检测装置，其特征在于包括无人机本体、系统硬件和系统软件，所述的系统硬件包括设置在所述无人机本体上的激光料位计，与此激光料位计相连接的控制器，与此控制器相连接的网络传输装置，分别与所述的激光料位计、控制器和网络传输装置相连接的电源，分别与所述控制器相连接的摄像头和垂直位置传感器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁琼，林立，吴明臻，
申请(专利权)人：中冶北方大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21