冯茂林ACY2AY井下智能遥控铲运机.pptx

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1、金属矿山的井下开采的深度、强度和规模正在逐年增加，在20世纪70年代，普遍认为400米深度为地下采矿的经济极限深度，90年代这个深度达到600米。近年来，我国已有一批金属矿山垂直开采深度超过1000m以上，进入深部开采。例如红透山铜矿目前开采已进入900-1100 m深度；冬瓜山铜矿矿体埋深1000m；弓长岭铁矿设计开拓深度-750m，距地表1000 m。加拿大INCO镍矿的开采深度是3300米；而南非的TauTona 和Savuka 金矿开采深度已经到3900米，紧邻的Mponeng矿山在近年内将达到4500米的开采深度。第1页/共32页随着地下矿山开采深度增加地热、岩石压力也随之增加，采矿

2、条件越来越恶劣。铲运机是地下无轨采矿的关键设备，为了保证操作人员的安全，地下铲运机的智能化程度也在不断提高。国外铲运机智能化的发展经历了视距控制（Line of sight control）、视频 遥 控（Remote control with video）直 到 今 天 的 远 程 控 制（Tele-operation）、半自动（semi-autonomous）与自动（Autonomous）控制的阶段。第2页/共32页 铲运机远程控制系统示意图铲运机远程控制系统示意图第3页/共32页ACY-2AY型井下智能遥控铲运机照片第4页/共32页ACY-2AY智能遥控铲运机的电液控制系统在原常规手动操

3、纵铲运机的液压系统基础上，结合电液控制模块构成，可将电控制指令转换成液压能量，驱动执行机构实现设备动作。系统由工作液压系统、转向液压系统、制动液压系统、油门控制液压系统、换挡控制液压系统组成。每一部分均设有手动控制和电气自动控制两种操作方式，满足铲运机在各种工作条件下的操纵要求。第5页/共32页工作液压系统工作液压系统第6页/共32页转向液压系统转向液压系统第7页/共32页制动液压系统液压系统第8页/共32页油门控制液压系油门控制液压系统统第9页/共32页换挡控制液压系统第10页/共32页无线遥控系统主要由发射机、接收机、机载PC和执行器组成。发射机产生所需要的控制指令，通过天线将遥控指令信号

4、发射出去。接收机接收指令信号送到执行控制器，执行控制器来实现必要的控制逻辑和功率放大。由执行控制器输出的控制信号直接驱动执行器电液比例控制系统，电液比例控制系统控制铲运机前进、后退、转向、工作装置、制动，从而实现无线遥控操作。第11页/共32页铲运机遥控系统工作原理铲运机遥控系统工作原理 第12页/共32页遥控装置和控制阀遥控装置和控制阀第13页/共32页无线遥控系统主要参数无线遥控系统主要参数工作频率范围：902928MHz有效工作距离：100m（标准天线）电源：24V防护等级：IP67/68通信标准：US：FCC 15.247数据传输速率：最高860 KBPS误比特率：输出功率：450mW

5、响应时间：1ms芯片速率：最高9.457 Mcps第14页/共32页 遥控发射接收装遥控发射接收装置置第15页/共32页 遥控操作发射装置面板遥控操作发射装置面板第16页/共32页遥控实现的功能遥控实现的功能路数对应执行动作路数对应执行动作1主电源开关11油门半开2紧急停机，切断遥控12油门全开3延时停机13工作制动4停车制动14左转向5前灯开关15右转向6后灯开关16大臂落下7启动17大臂举升8车辆自动熄火系统（制动、熄火）18铲斗倾卸9行走前进19铲斗翻转10行走后退第17页/共32页安全保护功能安全保护功能无线遥控系统在设计中充分考虑了工作可靠性和安全性，表现在一旦出现遥控联结中断或没有

6、按正确的操作顺序执行遥控/手控切换或出现紧急情况时，都能自动的使车辆及时停机，以免产生不必要的安全事故。第18页/共32页智能铲运机在作业区的工作的示意图。编码信标放置在巷道的几个关键点处，用以得出相对准确的定位信息，而在相邻信标间则利用航迹推测法推算得出定位信息。第19页/共32页编码信标设计与识别利用激光传感器在其扫描范围内所扫描返回的信息对于信标进行识别。采用基于条形码技术设计的编码信标来进行误差清除，实现精确定位。第20页/共32页PID多偏差导航控制器智能铲运机行驶时。采用多偏差导航控制器按照特定的规律，对行驶参数进行控制，进而调整行驶轨迹，使其逼近目标路线。第21页/共32页安全保

7、护功能安全保护功能用激光扫描器在铲运机周边设置报警区和停机保护区。一旦障碍物进入报警区，报警系统开始报警，通知远程遥控人员进行人工遥控干预；如果情况得不到及时纠正，障碍物进一步进入停机保护区，则停机保护起作用，铲运机自动刹车停机。第22页/共32页ACY-2AY智能遥控铲运机能够在本机手控操作、无线遥控操作和自主导航行驶三种模式下工作。不同工作模式间的切换由操作人员通过车上的状态开关设定，控制系统通过相应的程序进行判定。第23页/共32页控制系统组成第24页/共32页前向激光扫描传感器LMS221激光扫描传感器基于飞行时间测量原理扫描角度180最大距离可以达到80m角度分辨率0.25/0.5/

8、1扫描频率18.7/37.5/75Hz检测数据通过10M以太网口传给主控制器第25页/共32页侧向激光扫描传感器LMS400激光扫描传感器基于相位差的测量原理，扫描角度70角度分辨率达到0.1 扫描频率500Hz距离分辨率可达到1mm检测数据通过10M以太网口传给主控制器第26页/共32页控制器主板 EPC-8900基于PXA270处理器(XScale架构)的PC/104工控机主板板载2路隔离CAN总线接口MontaVista Realtime Linux操作系统工作温度范围-40+85，满足工业级产品的各种应用需求第27页/共32页执行控制器 TTC200专用于车辆控制的高可靠性的PLC符合IEC 61508 标准防护等级IP65工作温度-40+85，工作电压932V第28页/共32页 样机试制完成后的验证样机试制完成后的验证 为了验证ACY2AY型智能遥控铲运机的遥控功能（动作的灵敏性、可靠性、安全性，遥控与手控操作的并用性）是否能满足地下铲运机工作要求；并进行自主导航和高精度定位技术的验证工作，对样机进行了一系列的测试与试验。主要试验内容是遥控动作试验、安全保护试验；试验场地的自主行驶试验。经过样机的反复试验运行，各项设计指标均达到预定的要求。第29页/共32页智能遥控铲运机自主行驶视频演示第30页/共32页 谢谢大家！祝会议圆满成功！第31页/共32页