[发明专利]一种井工煤矿自动驾驶人车

说明书

本发明公开了一种井工煤矿自动驾驶人车，包括防爆电动皮卡车、线控系统、传感器系统、决策规划系统、控制器系统、执行器系统、人机交互系统。本发明适用于井工煤矿地面和井下环境，具有自动驾驶功能和人工手动驾驶功能，两种驾驶模式可随时切换，解决了井工煤矿辅助运输人车的自动驾驶难题，为我国煤矿辅助运输的智能化发展提供了安全、可靠、高效的辅助运输设备和技术。

技术领域

本发明涉及智能化井工煤矿辅助运输领域，具体涉及一种井工煤矿自动驾驶人车。

背景技术

现代井工煤矿的工作人员需要通过井下辅助运输系统送到煤矿各个地方。煤矿井下辅助运输系统可分为轨道辅助运输和无轨辅助运输两种，无轨辅助运输多以胶轮为行走机构，采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力，车辆驾驶、车辆调度均采用人工的方式，智能化程度很低。现有自动驾驶模式均为地面应用场合，适用于自动驾驶模式的车辆也均为非煤矿使用车辆。而煤矿环境恶劣，对于设备稳定性要求极高，地面自动驾驶系统的硬件不能保证在煤矿井下能够正常使用。而且井下无GPS信号，导致目前的自动驾驶车辆在井下没有位置信息。随着各大煤矿智能化建设的需求越来越大，辅助运输的智能化改造已经变的极为迫切，而目前国内井工煤矿辅助运输智能化车辆仍是空白。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的问题，本发明提供了一种井工煤矿自动驾驶人车。

（二）技术方案

为实现井工煤矿辅助运输料车的自动驾驶，本发明提供如下技术方案：一种井工煤矿自动驾驶人车包括防爆电动皮卡车、线控系统、传感器系统、决策规划系统、控制器系统、执行器系统、HMI系统，各个子系统安装在防爆电动皮卡车的不同位置，系统之间数据、指令、信息互通。

作为本发明的优选技术方法系统，所述防爆电动皮卡车为一种轻型防爆纯电动车辆，以防爆锂电池为动力源，以防爆电机为驱动装置。整车设计方案遵循轻量化原则，在保证车辆结构强度的前提下，最大程度减轻整车质量。采用圆筒薄壁电源箱，底盘、各种电器件的支撑件等机械结构采用轻量结构设计；采用防爆22KW永磁盘型高能量密度电机；采用适合防爆盘型永磁电机的专用车桥，以及两级直齿传动方式，配合永磁盘型电机及专用控制器，提高传动系统效率；采用电动助力转向和独立液压泵电机方案，两台电机仅在需要时工作；在制动踏板设置电位计，当踩踏板制动时，电机由做功模式切换到发电回馈模式，车辆将在电制动与机械制动的共同作用下实现车辆的减速或停止，同时将制动时产生的部分能量通过电机发电模式回馈到电池，回收车辆制动能量。

作为本发明的优选技术方法系统，所述线控系统具备人工驾驶与线控的实时切换硬件装置：采用制动踏板与方向盘两种方式以保证能够及时人工安全接管。线控系统通过电信号连接控制和驱动执行机构，取代原有的机械驱动和液压驱动。线控转向采用EPS转角控制方案；线控制动采用制动踏板开度控制方案；车辆线控驱动提供电机转速控制和扭矩控制两种线控模式；整车线控采用四路CAN和一路LIN的通信方式，实现驱动、制动、转向、灯光、喇叭等线控功能。

作为本发明的优选技术方法系统，所述传感器系统包括前视摄像头、激光雷达、前向毫米波雷达、后向毫米波雷达、DGPS、UWB基站、惯性导航、磁导航。通过多个传感器获取周围障碍物及道路等与驾驶任务相关的环境信息，并将这些信息反馈给决策规划系统，作为决策的重要依据。