[发明专利]一种深井矿用机器人自动取样控制系统及方法

权利要求书

1.一种深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，包括：

双目摄像头（1），用于采集电机车及其牵引的矿车（4）的三维数据；

激光测速仪（12），用于测量电机车及其牵引的矿车（4）的速度；

二维码标牌（6），含有电机车车次和矿源溜井号信息；二维码标牌（6）置于本地驾驶模式的电机车上；

机车控制系统服务器（5）内存储有机车远程驾驶模式下的电机车车次和矿源溜井号信息；

二维码扫描仪（9），安装在取样平台前，用于扫描二维码标牌（6），并将扫描获取的电机车车次和矿源溜井号信息发送至工控机（2）；

旋转储料装置（14），与PLC控制单元（3）相连；其上放置有多个储料桶（13）；

工控机（2），分别与机车控制系统服务器（5）、双目摄像头（1）、激光测速仪（12）、PLC控制单元（3）、二维码扫描仪（9）相连；

工控机（2）用于通过机车控制系统服务器（5）或二维码扫描仪（9）获取当前待取样电机车及其牵引的矿车（4）的电机车车次和矿源溜井号信息，然后传输给PLC控制单元（3），PLC控制单元（3）通过控制旋转储料装置（14）转动，将相应的储料桶（13）旋转至矿石样品接取处；

工控机（2）还用于根据双目摄像头（1）采集的三维数据和激光测速仪（12）测量的速度进行分析，分离出每节矿车内的矿石部分，并搜索直径小于45mm颗粒矿石所在区域，作为取样区域，并计算出取样时间，然后传输至PLC控制单元（3）；PLC控制单元（3）根据接收到的取样区域、取样时间，控制取样机器人（7）动作，并控制旋转储料装置（14）的转动；

取样机器人（7），与PLC控制单元（3）相连，用于根据PLC控制单元（3）的指令抓取矿石并卸入对应的储料桶（13）中。

2.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，旋转储料装置（14）上放置的每个储料桶（13）标有不同的溜井号，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶（13）旋转至旋转至矿石样品接取处。

3.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于，还包括：

速度编码器（15），与旋转储料装置（14）相连，用于测量旋转储料装置（14）的速度信息；

位置传感器（16），与旋转储料装置（14）相连，用于检测旋转储料装置（14）的位置信息；

速度编码器（15）和位置传感器（16）均与PLC控制单元（3）相连；

PLC控制单元（3）根据速度编码器（15）、位置传感器（16）传来的信息，控制旋转储料装置（14）的转速及测旋转位置，在取样时间前，将匹配当前矿车运输矿石溜井号的储料桶（13）旋转至旋转至矿石样品接取处。

4.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：取样机器人（7）通过安装在其机械臂上的抓取铲斗（8）抓取矿石。

5.根据权利要求1所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：还包括视频监控装置（10）、取样机器人控制系统客户端（17）和电子安全围栏（11）；视频监控装置（10）用于视频监控取样现场情况；视频监控装置（10）、取样机器人控制系统客户端（17）均与工控机（2）相连；电子安全围栏（11），与PLC控制单元（3）相连；

当视频监控装置（10）监控到现场发生险情时，通过工控机（2）发送信号至取样机器人控制系统客户端（17），使得取样机器人控制系统客户端（17）下发急停指令，停止取样机器人（7）工作；并通过工控机（2）发送信号至机车控制系统服务器（5），使得机车控制系统服务器（5）远程对电机车及其牵引的矿车（4）进行急停，同时，并顺序通过工控机（2）、PLC控制单元（3）发送信号至电子安全围栏（11），使得电子安全围栏（11）中的报警器报警。

6.根据权利要求5所述的深井矿用机器人自动取样控制系统，其特征在于：取样机器人控制系统客户端（17）还用于取样机器人（7）的运行监视，旋转储料装置（14）的参数设定和修改，电子安全围栏（11）的报警记录的显示，视频监控装置（10）的监控视频显示。