一种铲运机座舱式无线遥控系统

摘要

本发明涉及一种铲运机座舱式无线遥控系统，包括操作舱、中央处理系统、供电系统、视频监控系统，中央处理系统连接供电系统和视频监控系统；中央处理系统位于操作舱中，其包括核心逻辑主板、操作手柄、按钮开关、工业显示屏、数据传输系统；视频监控系统包括弧形液晶屏、工控机、无线网桥一、无线网桥二、网络交换机、云台监控摄像机与盲区监控摄像机。本系统可以收集铲运机的各项运行参数，通过无线收发单元传输，不受传输方向的限制，能够及时准确的接收和发送无线数据，本发明可适用于各类工程机械的远程遥控操作，有效降低人工劳动强度与安全隐患，实现远程高效作业。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铲运机座舱式无线遥控系统，属于工程机械远程控制技术领域。

背景技术

铲运机是一种能够进行挖掘、运输和排弃岩土的土方工程机械，在井下矿有广泛的用途，应用于矿石物料的浅挖短运、场地清理以及平整回填等精细或重载作业。铲运机的操纵相对简单，通过操作人员观察来控制铲斗的升降，作业效率、质量不高；操作人员驾驶铲运机到井下矿区进行生产作业时，存在安全隐患且易产生疲劳感，恶劣的作业环境给人身健康也造成一定损害，同时，在空区工作时，人员在机械本体作业存在的安全隐患极高，对生产效率带来极大的影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种铲运机座舱式无线遥控系统，降低安全隐患，提高生产效率。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种铲运机座舱式无线遥控系统，包括：包括操作舱、中央处理系统、供电系统、视频监控系统，中央处理系统连接供电系统和视频监控系统。

中央处理系统位于操作舱中，其包括核心逻辑主板、操作手柄、按钮开关、工业显示屏、数据传输系统，核心逻辑主板连接操作手柄、按钮开关、工业显示屏、数据传输系统。

视频监控系统包括弧形液晶屏、与弧形液晶屏连接的工控机、与工控机连接的无线网桥一、与无线网桥一信息连接的无线网桥二、与无线网桥二连接的网络交换机、与网络交换机连接的云台监控摄像机与盲区监控摄像机，无线网桥一通过数据传输系统连接核心逻辑主板；无线网桥二、网络交换机、云台监控摄像机与盲区监控摄像机均安装在铲运机上。

供电系统也位于操作舱中，其连接核心逻辑主板、弧形液晶屏、工控机、按钮开关、无线网桥一。

本发明技术方案的进一步改进在于：数据传输系统包括相互信息连接的无线收发单元和传输天线，传输天线连接无线网桥一，无线收发单元连接核心逻辑主板。

本发明技术方案的进一步改进在于：无线收发单元为2.4G宽频高速模块，传输天线为高增益全向天线。

本发明技术方案的进一步改进在于：弧形液晶屏的曲率为1800-3500R，弧形液晶屏表面上设有防护层，防护层包括由下至上依次设置在弧形液晶屏表面的透明支撑基板和防爆层。

本发明技术方案的进一步改进在于：透明支撑基板为ABS防静电层，防爆层为钢化玻璃。

本发明技术方案的进一步改进在于：云台监控摄像机以及盲区监控摄像机均为360度摄像机，比如盲区监控摄像机包括前摄像头、后摄像头、左摄像头、右摄像头。

本发明技术方案的进一步改进在于：无线网桥一和无线网桥二采用工业低频全向网桥、其上行速度在20Mbps～40Mbps。

本发明技术方案的进一步改进在于：供电系统为市电/蓄电池供电系统。

本发明技术方案的进一步改进在于：操作舱中还设置有冷暖空调系统，冷暖空调系统连接供电系统和按钮开关。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

本发明可以收集铲运机的各项运行参数，通过无线收发单元传输，不受传输方向的限制，能够及时准确的接收和发送无线数据。本发明可适用于各类工程机械的远程遥控操作，通过座舱无线遥控系统可以远程控制铲运机在地下危险区域安全作业，设备操作简明易懂，座舱结构更便于牵引与移动，摆脱操作人员在机械本体操作时的安全隐患，对操作区域进行择优选择，有效降低人工劳动强度与安全隐患，实现远程高效作业。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的核心逻辑主板的工作原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明公开了一种铲运机座舱式无线遥控系统，参见图1，包括操作舱、中央处理系统、供电系统、视频监控系统，中央处理系统连接供电系统和视频监控系统。

中央处理系统位于操作舱中，其包括核心逻辑主板、操作手柄、按钮开关、工业显示屏、数据传输系统，核心逻辑主板连接操作手柄、按钮开关、工业显示屏、数据传输系统。

工业显示屏主要用来显示铲运机的各项工作参数，包括发动机工况、信号强度、实时数据、报警信息等。

视频监控系统用于显示铲运机车载摄像头采集的监控视频，其包括弧形液晶屏、与弧形液晶屏连接的工控机、与工控机连接的无线网桥一、与无线网桥一信息连接的无线网桥二、与无线网桥二连接的网络交换机、与网络交换机连接的云台监控摄像机与盲区监控摄像机，云台监控摄像机与盲区监控摄像机均为360度全景摄像机，比如盲区监控摄像机包括前摄像头、后摄像头、左摄像头、右摄像头，前后左右四个方向构成360度全景摄像的效果。

无线网桥一与无线网桥二互为收发对应；无线网桥一通过数据传输系统连接核心逻辑主板，无线网桥二、网络交换机、云台监控摄像机与盲区监控摄像机均安装在铲运机上构成车载控制装置。

为了传输效率更高，无线网桥一和无线网桥二采用工业低频全向网桥、其上行速度在20Mbps～40Mbps。

供电系统也位于操作舱中，其连接核心逻辑主板、弧形液晶屏、工控机、按钮开关、无线网桥一。供电系统为市电/蓄电池供电系统，市电/蓄电池供电系统指的是可以选用两种供电方式，在使用市电供电时，将断开蓄电池对外供电回路，蓄电池模式下断开市电回路，接通蓄电池对外供电回路，完全由电池供电，同时配备小型发电机，可持续对蓄电池充电。供电电压24V。

数据传输系统用于连接核心逻辑主板和由无线网桥一为代表的视频监控系统，其包括无线收发单元（无线收发单元选用2.4G宽频高速模块）和传输天线（传输天线选用高增益全向天线），无线收发单元和传输天线信息连接。

无线网桥一用来接收安装在铲运机上的无线网桥二发出的无线信号，由于信号较弱、需要信号放大后才可以正常应用该接收信号，因此无线网桥一经高增益全向天线接收、信号放大后，再经无线收发单元转换为数据包传输到核心逻辑主板；数据传输系统同时接收核心逻辑主板发出的数据包，转换为无线数据发送到空中，通过传输天线（高增益全向天线）接收和发送无线数据。

液晶屏选用弧形液晶屏，影像演示效果好。弧形液晶屏的曲率优选为1800-3500R。为了保护弧形液晶屏不受伤害造成破损，在弧形液晶屏表面上设有防护层，防护层包括由下至上依次设置在弧形液晶屏表面的透明支撑基板和防爆层，比如透明支撑基板为ABS防静电层，防爆层为钢化玻璃，起到安全防护的作用。

弧形液晶屏为32寸长矩形屏，用于显示铲运机上的摄像机传输过来的视频。通过4台摄像头360度全影像的图像拼接，可以较为全面的监控铲运机周边情况，同时，通过切换，可以操作360度全景摄像头，能够实时观察周边突发情况，配合控制系统完成铲运机的座舱无线遥控驾驶。

操作舱中还设置有冷暖空调系统，冷暖空调系统连接供电系统和按钮开关，通过座舱内部相应的按钮开关，控制冷暖空调系统的启停，改善操作人员的工作环境。

本发明使用时，核心逻辑主板可以为单片机，如51单片机，或其他市场上购买的控制芯片。也可以为下述结构，参见图2，核心逻辑主板包括ADC转换器、DMA通道、模拟量数据缓存区、消抖处理电路、发送缓存区、数据处理区后进行无线发送。在使用时，核心逻辑主板通过ADC转换器及IO口分别周期扫描采集模拟量和数字量的通道信息，实时检测操作手柄、按钮开关的状态控制信息。油门，刹车及控制手柄等设备输出的电压信号，这些信号由ADC转换器进行采集经DMA通道缓存到模拟量数据缓存区，最后被存储到发送缓存区。灯，喇叭，启动按钮，熄火按钮、驻车、急停等开关输出数字信号，这些信号经消抖处理（消抖电路）后直接存入发送缓存区。发送缓存区进行数据处理后以无线电波的形式发送出去。核心逻辑主板也会将自身检测到的信息及接收的信息，通过工业显示屏将必要的信息显示出来，视频监控系统进行现场画面的实时回传。

本发明结构简单、信息传输高效，可适用于各类工程机械的远程遥控操作，通过座舱无线遥控系统可以远程控制铲运机在地下危险区域安全作业，设备操作简明易懂，座舱结构更便于牵引与移动，摆脱操作人员在机械本体操作时的安全隐患，对操作区域进行择优选择，有效降低人工劳动强度与安全隐患，实现远程高效作业。