井下智能遙控鏟運(yùn)機(jī)

1、井下智能遙控鏟運(yùn)機(jī)的研發(fā)井下智能遙控鏟運(yùn)機(jī)的研發(fā)-無人駕駛遙控鏟運(yùn)機(jī)的樣機(jī)實(shí)現(xiàn)無人駕駛遙控鏟運(yùn)機(jī)的樣機(jī)實(shí)現(xiàn)北京安期生技術(shù)有限公司北京安期生技術(shù)有限公司黃友文黃友文2022年年5月月8日日 成都成都 金屬礦山的井下開采的深度、強(qiáng)度和規(guī)模正在逐年增加，在20世紀(jì)70年代，普遍認(rèn)為400米深度為地下采礦的經(jīng)濟(jì)極限深度，90年代這個(gè)深度達(dá)到600米。近年來，我國已有一批金屬礦山垂直開采深度超過1000m以上，進(jìn)入深部開采。 例如紅透山銅礦目前開采已進(jìn)入900-1100 m深度；冬瓜山銅礦礦體埋深1000m；弓長嶺鐵礦設(shè)計(jì)開拓深度-750m，距地表1000 m。 加拿大INCO鎳礦的開采深度是3300米

2、；而南非的TauTona 和Savuka 金礦開采深度已經(jīng)到3900米，緊鄰的Mponeng礦山在近年內(nèi)將達(dá)到4500米的開采深度。 隨著地下礦山開采深度增加地?zé)?、巖石壓力也隨之增加，采礦條件越來越惡劣。鏟運(yùn)機(jī)是地下無軌采礦的關(guān)鍵設(shè)備，為了保證操作人員的安全，地下鏟運(yùn)機(jī)的智能化程度也在不斷提高。 國外鏟運(yùn)機(jī)智能化的發(fā)展經(jīng)歷了視距控制（Line of sight control）、視頻遙控（Remote control with video）直到今天的遠(yuǎn)程控制（Tele-operation）、半自動(dòng)（semi-autonomous）與自動(dòng)（Autonomous）控制的階段。 鏟運(yùn)機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)示

3、意圖鏟運(yùn)機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)示意圖ACY-2AY型井下智能遙控鏟運(yùn)機(jī)空?qǐng)龇ú煽諈^(qū)出礦作業(yè)空?qǐng)龇ú煽諈^(qū)出礦作業(yè)遙控鏟運(yùn)機(jī)的應(yīng)用遙控鏟運(yùn)機(jī)的應(yīng)用狹長采空區(qū)的出礦作業(yè)狹長采空區(qū)的出礦作業(yè)肩背式操作肩背式操作操作臺(tái)控制操作臺(tái)控制遙控鏟運(yùn)機(jī)的操控方式遙控鏟運(yùn)機(jī)的操控方式遙控鏟運(yùn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制遙控鏟運(yùn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制單機(jī)控制車隊(duì)控制 智能遙控鏟運(yùn)機(jī)的電液控制系統(tǒng)在原常規(guī)手動(dòng)操縱鏟運(yùn)機(jī)的液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合電液控制模塊構(gòu)成，可將電控制指令轉(zhuǎn)換成液壓能量，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)設(shè)備動(dòng)作。 系統(tǒng)由工作液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)、制動(dòng)液壓系統(tǒng)、油門控制液壓系統(tǒng)、換擋控制液壓系統(tǒng)組成。每一部分均設(shè)有手動(dòng)控制和電氣自動(dòng)控制兩種操作方式，滿

4、足鏟運(yùn)機(jī)在各種工作條件下的操縱要求。電液控制液壓系統(tǒng)電液控制液壓系統(tǒng) 無線遙控系統(tǒng)主要由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、機(jī)載PC和執(zhí)行器組成。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生所需要的控制指令，通過天線將遙控指令信號(hào)發(fā)射出去。接收機(jī)接收指令信號(hào)送到執(zhí)行控制器，執(zhí)行控制器來實(shí)現(xiàn)必要的控制邏輯和功率放大。由執(zhí)行控制器輸出的控制信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器電液比例控制系統(tǒng)，電液比例控制系統(tǒng)控制鏟運(yùn)機(jī)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、工作裝置、制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無線遙控操作。 鏟運(yùn)機(jī)遙控系統(tǒng)工作原理 遙控裝置和控制閥無線遙控系統(tǒng)主要參數(shù) 遙控半徑100米 接收機(jī)供電電源：DC24V 系統(tǒng)具有密鎖互相確認(rèn)，防止誤動(dòng)作 通信波段：UHF 450-470MHz 傳送速度: 4

5、.8 20 Kbit/s RF發(fā)射功率：最高500mW 使用環(huán)境：-30 +60 防護(hù)等級(jí)：IP66以上 遙控發(fā)射接收裝置遙控發(fā)射接收裝置 遙控操作發(fā)射裝置面板遙控操作發(fā)射裝置面板遙控實(shí)現(xiàn)的功能遙控實(shí)現(xiàn)的功能路數(shù)對(duì)應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作路數(shù)對(duì)應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作1主電源開關(guān)11油門半開2緊急停機(jī)，切斷遙控12油門全開3延時(shí)停機(jī)13工作制動(dòng)4停車制動(dòng)14左轉(zhuǎn)向5前燈開關(guān)15右轉(zhuǎn)向6后燈開關(guān)16大臂落下7啟動(dòng)17大臂舉升8車輛自動(dòng)熄火系統(tǒng)（制動(dòng)、熄火）18鏟斗傾卸9行走前進(jìn)19鏟斗翻轉(zhuǎn)10行走后退遙控視頻系統(tǒng)遙控視頻系統(tǒng)前視攝像頭后視攝像頭遠(yuǎn)程遙控視頻系統(tǒng)可幫助操作者在工作區(qū)域內(nèi)獲得視線之外、視頻系統(tǒng)設(shè)備周圍的清晰視頻

6、圖像。 可應(yīng)用于操作人員無法直視且不安全的工作區(qū)域。加裝遙控視頻系統(tǒng)的加裝遙控視頻系統(tǒng)的ACY-3YACY-3Y安全保護(hù)功能安全保護(hù)功能 無線遙控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中充分考慮了工作可靠性和安全性，表現(xiàn)在一旦出現(xiàn)遙控聯(lián)結(jié)中斷或沒有按正確的操作順序執(zhí)行遙控/手控切換或出現(xiàn)緊急情況時(shí)，都能自動(dòng)的使車輛及時(shí)停機(jī)，以免產(chǎn)生不必要的安全事故 。信標(biāo)信標(biāo)信標(biāo)信標(biāo)信標(biāo)信標(biāo)信標(biāo)障礙物 智能鏟運(yùn)機(jī)在作業(yè)區(qū)的工作的示意圖。編碼信標(biāo)放置在巷道的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)處，用以得出相對(duì)準(zhǔn)確的定位信息，而在相鄰信標(biāo)間則利用航跡推測(cè)法推算得出定位信息。安全保護(hù)功能安全保護(hù)功能 用激光掃描器在鏟運(yùn)機(jī)周邊設(shè)置報(bào)警區(qū)和停機(jī)保護(hù)區(qū)。一旦障礙物進(jìn)入報(bào)警區(qū)，報(bào)警系統(tǒng)開始報(bào)警，通知遠(yuǎn)程遙控人員進(jìn)行人工遙控干預(yù)；如果情況得不到及時(shí)糾正，障礙物進(jìn)一步進(jìn)入停機(jī)保護(hù)區(qū)，則停機(jī)保護(hù)起作用，鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)剎車停機(jī)。 ACY-2AY智能遙控鏟運(yùn)機(jī)能夠在本機(jī)手控操作、無線遙控操作和自主導(dǎo)航行駛?cè)N模式下工作。不同工作模式間的切換由操作人員通過車上的狀態(tài)開關(guān)設(shè)定，控制系統(tǒng)通過相應(yīng)的程序進(jìn)行判定?？刂葡到y(tǒng)組成 樣機(jī)試制完成后的驗(yàn)證樣機(jī)試制完成后的驗(yàn)證 為了驗(yàn)證智能遙控鏟運(yùn)機(jī)的遙控功能（動(dòng)作的靈敏性、可靠性、安全性，遙控與手控操作的并用性）是否能滿足地下鏟運(yùn)機(jī)工作要求；并進(jìn)行自主導(dǎo)航和高精度定位技術(shù)的驗(yàn)證工作 ，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了一系列的測(cè)