矿用轮胎安全生产自动监控系统技术方案

一种矿用轮胎安全生产自动监控系统，包括车载监控器、现场监控中心及远程监控分析中心，且车用监控器由胎况传感器、无线信号中转接收及放大装置、对矿用车辆位置坐标数据和轮胎运行过程中轮胎温度、压力、速度、运行时间和运行里程进行同步监控和实时、连续远程传输与同步记录的车载显示器及板载天线。其中，现场监控中心接收车载监控器传送的数据并发送给该现场监控中心的操作软件，同时，该数据可通过ＴＣＰ／ＩＰ协议发送或采用ＧＳＭ传输方式发送给远程监控分析中心使用。本发明专利技术优点在于可连续、不间断的对轮胎的温度、压力、加速度、车辆位置坐标、轮胎运行时间及运行里程进行实时监控，及时和实时发现轮胎的运行情况及轮胎的相关使用问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监控系统，特别是涉及一种适用于汽车行业、轮胎行业、矿用车辆行业、 矿用车辆安全生产及矿用车辆轮胎、OTR轮胎的合理有效使用等行业和方面的自动监控系统。
技术介绍
众所周知，合适的胎压、胎温、车辆行驶速度不仅能够有效的延长轮胎的使用寿命，而 且能够有效延长车辆的保养周期、减少车辆的维修费用和由于维修而带来的经济损失，同时， 合适的胎压、胎温和车辆行驶速度还可以降低车辆的燃油消耗，对一个矿场或其它车辆用户 来说，车辆油料和轮胎是最大的两项消耗。1、轮胎运行时的压力对轮胎寿命的影响轮胎气压过高或低均会导致轮胎早期磨损，严重影响轮胎的使用寿命。其中，气压过低 易导致轮胎在负荷作用下变形过大，由于接地面积增加，胎面磨耗不均匀，胎体帘布层间的 剪切应力增大，磨擦生热高，从而易造成胎体脱层，同时其在碰到障碍物时，胎体内帘布线 容易断裂，致使胎体和子口爆裂。而气压过高容易造成胎体内帘布线伸张过度而发生断裂，致使胎体爆破；还可破坏气密层，导致气体进入轮胎胎体，从而造成轮胎胎侧爆破。见下表: A)欠气压对轮胎寿命的影响<table>table see original document page 4</column></row><table>2、轮胎运行时的温度对轮胎寿命的影响工程机械车辆在作业过程中，由于其作用在轮胎上的负荷存在周期性的变化，使得轮胎亦产生周期性的变形；同时，轮胎与地面接触磨擦、变形而产生热量，使轮胎内部的温度、 气压升高。如此在作业过程中，胎体温度将不断升高。在夏季外界气温高，轮胎温度的变化范围小，胎温容易升高。随着轮胎胎体温度的升高， 促使橡胶老化，轮胎的使用性能也随之下降，当其接近或超过轮胎的临界温度时，极易造成 胎体帘布层脱落以至暴破。我们现通常使用的工程机械斜交轮胎的临界温度为107'C，工程 机械全钢轮胎的临界温度为93.3。C。因此，在夏季行驶作业时，胎温范围限在95。C 105t:; 如果夏季轮胎运行时的温度超过10(TC，则极易发生爆胎事故，若超过115。C即危险温度，则 将产生爆破，所以在酷暑季节，在矿用车辆作业过程中， 一定要检查胎温，以防止因轮胎故 障而引起的车辆事故。环境温度与轮胎使用寿命间的关系:<table>table see original document page 5</column></row><table>从上表中可以看到，温度对轮胎的寿命有着很大的影响，但在实际的运行过程中，由于 许多条件的限制，我们无法通过控制轮胎的运行温度来达到延长轮胎寿命的目的。3、轮胎运行速度对轮胎寿命的影响于一般的使用车辆不同，矿用汽车的行驶速度由中速(最高时速的50% — 55%)提高到 高速(最高时速的80%—95%)，轮胎使用寿命降低15%左右。当达到临界速度时，其轮胎的弹性变形来不及消除滞后损失，胎温和内压急剧上升，最 后导致轮胎体脱层、起包爆破，见下表<table>table see original document page 5</column></row><table>针对上述，现有汽车轮胎压力监测系统(TPMS)主要是用于汽车行驶时对轮胎气压进行实 时的自动监测，通过对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。目前，TPMS主要分为两种类型， 一种是WSBTPMS(又称间接式TPMS )，该系统是通 过汽车ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，从而以达到监视胎压的目的。 但是该类型监视系统的主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/ 小时的情况进行判断。另一种是PSB TPMS(又称直接式TPMS)，该系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感 器(分机)来直接测量轮胎的气压，以及利用安装在驾驶室内的主机对各轮胎气压、温度进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统则自动报警。虽然PSBTPMS从功能和性 能上均优于WSBTPMS，所以目前市场上主要使用的TPMS产品都是PSBTPMS。 但是，该目前市场中使用的PSBTPMS也存在如下的应用缺陷。1、 安装方式缺陷目前的TPMS产品的分机安装方式有——内置气嘴式、外置气嘴式、 钢带式三种方式，这二种安装方式均不能全面、安全、长期的满足各型号的大型非公路用车 轮胎(矿用车辆轮胎)的安装使用要求。2、 目前产品仅能在车辆运行时，才能检测到轮胎的温度、压力数据，不能实现对轮胎温 度、压力的全天候，实时监控。而矿用车辆是全天候、短暂间断、连续性工作的，为了保证安全生产，需要连续、不间 断的对轮胎的温度、压力进行监控。3、 目前产品的分机(胎况传感器)不能在长期保持高温度、高湿度和高粉尘状态的矿用 车辆轮胎内部，实现连续、不间断的工作，并有合理的寿命。4、 目前产品的分机到主机的无线信号发送距离短，根本无法满足大型矿用车辆的使用要 求。大型矿用车辆由于车体巨大，其不但要求无线信号的发送距离要更远，而且还存在诸多 干扰、阻隔无线信号发送的影响因素。现有的PSBTPMS产品安装在大型矿用车辆上后，主 机基本无法稳定接收到分机发出的无线温度、压力数据等信号。5、 目前产品仅能监控轮胎的温度、压力数据，不能实现对轮胎速度的同步监控，但轮胎 的安全使用与速度也有很大的关系，同时轮胎运行速度的合理控制，也对延长轮胎使用寿命 和相应增加车辆的载荷有非常重要的作用。6、 目前产品不能对车辆当前所在的位置进行标定。7、 目前产品仅能将当前时间轮胎温度、压力数据显示到安装在车辆驾驶室内的主机上， 供驾驶员查看，不能实现数据的无线远程传输、也无法连续记录轮胎运行的各项数据，这就 使的用户根本不可能去统计和分析轮胎在整个运行周期内的连续运行数据。如此，对于夜间运行的矿用车辆来说，就有可能出现驾驶员无法及时发现告警或无视告 警驾驶的情况。管理人员不但无法及时发现和实时监控驾驶员的驾驶行为以及控制车辆的合 理运行，也无事后对驾驶人员进行处罚的依据，因此导致无人监管时的违规驾驶行为频繁发 生。同时，由于无连续记录的轮胎运过程中的温度、压力、速度等数据，管理人员更加无法 通过连续记录的轮胎温度、压力、速度数据去发现轮胎非常缓慢的漏气情况，从而给车辆的 安全运行留下隐患，同时也无法保证轮胎寿命的最大化。8、 目前产品不能自动的统计和远程传输轮胎的实际运行时间和运行里程数据，使用户无6法简单、准确的获知轮胎的真实使用情况，从而及时、准确的了解所购买使用轮胎的品质优 劣和轮胎管理人员对轮胎进行的维护工作的好坏。9、 目前产品无电脑操作软件的操作支持。用户更换分机或轮胎换位时需要修改配置参数，由于操作复杂，很容易发生错误，同时 用户学习使用设备的过程较长、设备的使用方法也不利于非专业用户学习和记忆。 用户也无法对轮胎的使用情况进行全过程、档案式的记录、统计、分析管理。10、 目前产品无用广对压力、温度、速度控制和出现告警情况时如何处理的使用指导建议。11、 目前产品语言种类单一，无法满足全球市场的需要。由于目前常用的PSB TPMS产品存在的上述情况，其实无法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用轮胎安全生产自动监控系统，其特征在于，包括安装于矿用车辆上且对车辆轮胎进行实时监控的车载监控器，对工作现场的车载监控器进行实时监控的现场监控中心以及远程对现场监控中心的工作情况进行实时监控的远程监控分析中心，所述车用监控器由若干个胎况传感器、对无线信号进行接收并对其进行放大传输的的无线信号中转接收及放大装置以及安装在车辆上且用于对矿用车辆位置坐标数据和轮胎温度、压力、速度、运行时间及运行里程进行全时间、实时、连续的显示、记录与远程传输的车载显示器，且在所述胎况传感器与无线信号中转接收及放大装置之间以及无线信号中转接收及放大装置与车载显示器之间无线连接设置有用以收发无线信号的板载天线，并且相对于ＧＰＳ定位模块还在矿用车辆上设置有ＧＰＳ天线；　其中，所述现场监控中心通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ数据接收机接收车 载监控器传送来数据，且通过该ＧＳＭ／ＧＰＲＳ数据接收机上具有的网络接口发送给该现场监控中心的操作软件，同时，该数据可通过ＴＣＰ／ＩＰ协议发送到网络供远程监控分析中心使用或者采用ＧＳＭ传输方式送给远程监控分析中心使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光荣，
申请(专利权)人：吴光荣，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]