礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其工作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括移動(dòng)標(biāo)簽、探測(cè)器、主控器、顯示器、報(bào)警器和電控箱；移動(dòng)標(biāo)簽由礦井工作人員隨身攜帶；探測(cè)器、主控器和電控箱設(shè)在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上，顯示器和報(bào)警器設(shè)在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的操作室內(nèi)；主控器內(nèi)設(shè)有位置坐標(biāo)系并將礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)牡V井區(qū)域劃分為警告區(qū)和停機(jī)區(qū)；探測(cè)器和移動(dòng)標(biāo)簽采用主從應(yīng)答式無(wú)線測(cè)距獲知移動(dòng)標(biāo)簽位置信息，主控器根據(jù)不同情況進(jìn)行警告或停機(jī)等相應(yīng)處理。本發(fā)明能夠精確獲取礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周邊人員位置信息，有效判斷人員與礦井移動(dòng)采掘設(shè)備間的相對(duì)位置，通過(guò)告警及停機(jī)等措施，確保礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T的人身安全。
【專(zhuān)利說(shuō)明】礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)譬裝置及其工作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及礦井設(shè)備與人員安全監(jiān)控領(lǐng)域，具體地說(shuō)是設(shè)及一種礦井移動(dòng)采掘設(shè) 備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其工作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 礦井人員位置監(jiān)測(cè)在礦井安全生產(chǎn)方面具有舉足輕重的作用。煤礦井下情況復(fù) 雜，空間狹窄，各類(lèi)機(jī)械及電力設(shè)備眾多，特別是掘進(jìn)機(jī)、連采機(jī)、梭車(chē)等礦井移動(dòng)采掘設(shè)備 運(yùn)行中因操作人員視線被遮擋，易造成設(shè)備周?chē)藛T傷亡事故。精確獲取礦井移動(dòng)采掘設(shè) 備周?chē)藛T位置信息，保證人員及時(shí)避開(kāi)危險(xiǎn)，是保障礦井安全生產(chǎn)、減少人員傷亡的迫切 需要。
[0003] 目前，人員定位系統(tǒng)廣泛用于井下人員位置監(jiān)測(cè)中。主要分為兩類(lèi)；基于RFID技 術(shù)的區(qū)域定位系統(tǒng)及基于TOF技術(shù)的一維精確定位系統(tǒng)。區(qū)域定位技術(shù)獲取人員所在大致 區(qū)域范圍；一維精確定位技術(shù)能夠得到人員的一維坐標(biāo)信息，從而獲知人在井下巷道中的 具體位置。已有人員定位系統(tǒng)多用于人員考勤管理與位置跟蹤，在獲取人員與礦井移動(dòng)采 掘設(shè)備間精確的相對(duì)位置方面存在很大不足。而目前針對(duì)井下礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T 接近監(jiān)測(cè)和預(yù)警的研究尚屬空白，在保障礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T安全方面尚未有效果 好的產(chǎn)品問(wèn)世。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是；針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中煤礦人員位置監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足及礦井安全生產(chǎn) 對(duì)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T安全保障的迫切需求，提供一種能夠有效保障礦井內(nèi)人員安 全的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其工作方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括 礦井移動(dòng)采掘設(shè)備，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是；還包括移動(dòng)標(biāo)簽、探測(cè)器、主控器、顯示器、報(bào)警器和電 控箱； 上述的移動(dòng)標(biāo)簽由礦井工作人員隨身攜帶；探測(cè)器設(shè)置在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上，且位 于礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)?；探測(cè)器的數(shù)量和在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上的安裝位置根據(jù)礦井移 動(dòng)采掘設(shè)備的外形和大小相應(yīng)確定；主控器和電控箱固定安裝在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備內(nèi)；顯 示器和報(bào)警器固定安裝在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的操作室內(nèi)； 上述的主控器內(nèi)設(shè)有W礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的幾何中屯、為坐標(biāo)原點(diǎn)0,左右向?yàn)閄軸、前 后向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系，并根據(jù)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備尺寸形狀及工作、行走、轉(zhuǎn)彎過(guò)程中各部位 擺動(dòng)角度參數(shù)確定礦井移動(dòng)采掘設(shè)備動(dòng)作過(guò)程中的機(jī)動(dòng)范圍，坐標(biāo)系內(nèi)離礦井移動(dòng)采掘設(shè) 備N(xiāo)1米的范圍內(nèi)為停機(jī)區(qū)，離停機(jī)區(qū)N2米的范圍內(nèi)為警告區(qū)；各探測(cè)器在主控器的坐標(biāo)系 內(nèi)具有確定的位置信息； 上述的移動(dòng)標(biāo)簽與探測(cè)器相互間無(wú)線通信測(cè)距；各探測(cè)器與主控器通信，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 的各移動(dòng)標(biāo)簽的位置信息上傳主控器； 顯示器、報(bào)警器和電控箱均分別與主控器相連；顯示器用于實(shí)時(shí)顯示主控器發(fā)送的信 息；主控器實(shí)時(shí)判斷各移動(dòng)標(biāo)簽所處的位置并根據(jù)各移動(dòng)標(biāo)簽是否進(jìn)入停機(jī)區(qū)或警告區(qū)發(fā) 出報(bào)警和控制信息；報(bào)警器用于接收主控器發(fā)送的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警；電控箱用于提供電 源W及接收主控器的控制信號(hào)時(shí)切斷工作電源控制礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)。
[0006] 進(jìn)一步方案的是；上述的移動(dòng)標(biāo)簽包括第一 MCU模塊、第一測(cè)距模塊、報(bào)警模塊、 LED模塊和電源模塊； 第一 MCU模塊與第一測(cè)距模塊雙向信號(hào)電連接；報(bào)警模塊和L邸模塊均分別與第一 MCU模塊信號(hào)電連接；電源模塊提供工作電源；報(bào)警模塊用于提供聲音報(bào)警；LED模塊用于 提供閃光報(bào)警。
[0007] 進(jìn)一步方案的是：上述的探測(cè)器包括第二MCU模塊、第二測(cè)距模塊、總線接口、第 二電源接口和第二L邸模塊； 第二MCU模塊分別與第二測(cè)距模塊和總線接口雙向信號(hào)電連接；總線接口用于通過(guò)總 線與主控器信號(hào)電連接；第二L邸模塊與第二MCU模塊信號(hào)電連接；電源接口用于連接電 源。
[000引進(jìn)一步的是；上述的主控器包括第SMCU模塊、多路總線接口、多路隔離開(kāi)關(guān)量接 口、網(wǎng)口和第S電源接口； 多路總線接口、多路隔離開(kāi)關(guān)量接口和網(wǎng)口分別與第SMCU模塊雙向信號(hào)電連接；主 控器通過(guò)其多路總線接口與各探測(cè)器雙向信號(hào)電連接；主控器通過(guò)其多路隔離開(kāi)關(guān)量接口 與報(bào)警器和電控箱信號(hào)電連接；主控器通過(guò)其網(wǎng)口與顯示器雙向信號(hào)電連接。
[0009] 進(jìn)一步的方案是：上述的顯示器包括第四MCU模塊、液晶屏、存儲(chǔ)器、按鍵面板、第 四網(wǎng)口和第四電源接口； 液晶屏、存儲(chǔ)器和第四網(wǎng)口分別與第四MCU模塊雙向信號(hào)電連接；按鍵面板與第四MCU 模塊信號(hào)電連接；第四MCU模塊用于和主控器雙向信號(hào)電連接；第四電源接口用于連接電 源。
[0010] 進(jìn)一步的方案還有；上述的移動(dòng)標(biāo)簽的電源模塊為3. 7V電池。
[0011] 上述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，包括W下步驟： ① 探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；礦井移動(dòng)采掘設(shè)備工作時(shí)，各探測(cè)器實(shí)時(shí)發(fā)出測(cè)距信號(hào)，當(dāng)有移 動(dòng)標(biāo)簽進(jìn)入礦井移動(dòng)采掘設(shè)備附近區(qū)域時(shí)，移動(dòng)標(biāo)簽根據(jù)接收到的探測(cè)器所發(fā)送的探測(cè)器 的坐標(biāo)及二者間距離信息，計(jì)算出自身坐標(biāo)位置并將自身坐標(biāo)信息發(fā)送給距其最近的探測(cè) 器，探測(cè)器將移動(dòng)標(biāo)簽的位置信息轉(zhuǎn)發(fā)給主控器；顯示器實(shí)時(shí)顯示主控器發(fā)送的礦井移動(dòng) 采掘設(shè)備周?chē)母饕苿?dòng)標(biāo)簽的位置信息并存儲(chǔ)到顯示器的存儲(chǔ)器中； ② 主控器實(shí)時(shí)位置判斷；主控器實(shí)時(shí)接收各探測(cè)器所探測(cè)的各移動(dòng)標(biāo)簽的位置信息， 進(jìn)行計(jì)算和判斷各移動(dòng)標(biāo)簽是否進(jìn)入設(shè)定的警告區(qū)或停機(jī)區(qū)；若移動(dòng)標(biāo)簽進(jìn)入警告區(qū)，貝U 進(jìn)入步驟②；若移動(dòng)標(biāo)簽進(jìn)入停機(jī)區(qū)，則進(jìn)入步驟④； ⑨發(fā)送報(bào)警信號(hào)；主控器通過(guò)相應(yīng)的探測(cè)器向該移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警告該移動(dòng) 標(biāo)簽的攜帶者離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域；主控器向報(bào)警器發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提醒移動(dòng)采掘設(shè)備操作人員 注意周?chē)腥颂幱谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，注意操作安全； ④控制礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)：主控器通過(guò)相應(yīng)的探測(cè)器向該移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出報(bào)警信 號(hào)，警告該移動(dòng)標(biāo)簽的攜帶者離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域；主控器向報(bào)警器發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提醒移動(dòng)采掘 設(shè)備操作人員注意周?chē)腥颂幱谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，注意操作安全；并且向電控箱發(fā)送停機(jī)信號(hào)，切 斷電控箱的供電，使礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)。
[0012] 本發(fā)明具有積極的效果；（1)本發(fā)明的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝 置，通過(guò)在主控器內(nèi)設(shè)立坐標(biāo)系，將礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)牡V井內(nèi)區(qū)域劃分為警告區(qū)和 停機(jī)區(qū)，通過(guò)探測(cè)器與礦井工作人員隨身攜帶的移動(dòng)標(biāo)簽間的實(shí)時(shí)測(cè)距，從而可準(zhǔn)確判斷 礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)ぷ魅藛T的相對(duì)位置信息，并根據(jù)移動(dòng)標(biāo)簽與礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的 相對(duì)位置即工作人員所處的不同區(qū)域采取警告或停機(jī)措施，從而可有效保障礦井內(nèi)工作人 員的人身安全。（2)本發(fā)明的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，通過(guò)在礦井移動(dòng)采 掘設(shè)備的操作室內(nèi)設(shè)置顯示器和報(bào)警器，使得設(shè)備操作人員可方便地通過(guò)顯示器看到該礦 井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)囊苿?dòng)標(biāo)簽即人員位置信息，通過(guò)報(bào)警器可方便地獲得報(bào)警信息，從 而使得設(shè)備操作人員可方便地采取相應(yīng)操作，進(jìn)一步保障礦井內(nèi)工作人員的安全。（3)本 發(fā)明的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其顯示器除可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示礦井移動(dòng)采 掘設(shè)備周?chē)藛T的實(shí)時(shí)位置信息外，還可實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T的實(shí)時(shí) 位置信息，使用單位可根據(jù)顯示器中存儲(chǔ)的記錄分析停機(jī)原因，從而在保障礦井下工作人 員安全的前提下為礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的合理安排提供決策依據(jù)。（4)本發(fā)明的礦井移動(dòng)采 掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其探測(cè)器和移動(dòng)標(biāo)簽采用主、從應(yīng)答式無(wú)線測(cè)距，移動(dòng)標(biāo)簽 只有檢測(cè)到探測(cè)器的測(cè)距請(qǐng)求時(shí)才發(fā)送測(cè)距信息，從而可大大延長(zhǎng)移動(dòng)標(biāo)簽電池的使用時(shí) 間。（5)本發(fā)明的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，基本為全自動(dòng)式的 工作方法，使用方便，運(yùn)行可靠，可有效保障礦井內(nèi)工作人員的人身安全。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中的移動(dòng)柄;簽的電路結(jié)構(gòu)不意圖； 圖3為圖1中的探測(cè)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖1中的主控器的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖1中的顯示器的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明在工作時(shí)對(duì)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)鷧^(qū)域進(jìn)行不同區(qū)域劃分的示意圖； 圖7為本發(fā)明的工作方法的流程圖。
[0014] 上述附圖中的附圖標(biāo)記如下： 移動(dòng)標(biāo)簽1，第一 MCU模塊11，第一測(cè)距模塊12,報(bào)警模塊13, L邸模塊14,電源模塊 15 ; 探測(cè)器2,第二MCU模塊21，第二測(cè)距模塊22,總線接口 23,第二電源接口 24,第二LED 模塊25 ; 主控器3,第SMCU模塊31，多路總線接口 32,多路隔離開(kāi)關(guān)量接口 33,網(wǎng)口 34,第S電 源接口 35 ; 顯示器4,第四MCU模塊41，液晶屏42,存儲(chǔ)器43,按鍵面板44,第四網(wǎng)口 45,第四電源 接口 46 ; 報(bào)警器5， 電控箱6， 停機(jī)區(qū)7， 警告區(qū)8。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016] (實(shí)施例1) 見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，主要由移動(dòng)標(biāo)簽1、探 測(cè)器2、主控器3、顯示器4、報(bào)警器5和電控箱6組成。
[0017] 移動(dòng)標(biāo)簽1由礦井工作人員隨身攜帶；探測(cè)器2設(shè)置在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上，且位 于礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)?；探測(cè)器2的數(shù)量和在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上的安裝位置根據(jù)礦井 移動(dòng)采掘設(shè)備的外形和大小相應(yīng)確定。主控器3和電控箱6固定安裝在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備 內(nèi)；顯示器4和報(bào)警器5固定安裝在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的操作室內(nèi)。
[001引見(jiàn)圖2,移動(dòng)標(biāo)簽1主要由第一 MCU模塊11、第一測(cè)距模塊12、報(bào)警模塊13、LED模 塊14和電源模塊15組成。
[0019] 第一 MCU模塊11與第一測(cè)距模塊12雙向信號(hào)電連接；報(bào)警模塊13和L邸模塊14 均分別與第一 MCU模塊11信號(hào)電連接；電源模塊15本實(shí)施例中優(yōu)選采用3. 7V電池，電源 模塊15為移動(dòng)標(biāo)簽1提供工作電源。
[0020] 見(jiàn)圖3,探測(cè)器2主要由第二MCU模塊21、第二測(cè)距模塊22、總線接口 23、第二電 源接口 24和第二L邸模塊25組成。
[0021] 第二MCU模塊21分別與第二測(cè)距模塊22和總線接口 23雙向信號(hào)電連接；第二 L邸模塊25與第二MCU模塊21信號(hào)電連接。電源接口 24用于連接電源。
[0022] 見(jiàn)圖4,主控器3主要由第SMCU模塊31、多路總線接口 32、多路隔離開(kāi)關(guān)量接口 33、網(wǎng)口 34和第=電源接口 35組成。
[0023] 多路總線接口 32、多路隔離開(kāi)關(guān)量接口 33和網(wǎng)口 34分別與第SMCU模塊31雙向 信號(hào)電連接。
[0024] 見(jiàn)圖5，顯示器4主要由第四MCU模塊41、液晶屏42、存儲(chǔ)器43、按鍵面板44、第四 網(wǎng)口 45和第四電源接口 46組成。
[0025] 液晶屏42、存儲(chǔ)器43和第四網(wǎng)口 45分別與第四MCU模塊41雙向信號(hào)電連接；按 鍵面板44與第四MCU模塊41信號(hào)電連接；第四電源接口 46用于連接電源。
[0026] 見(jiàn)圖6,設(shè)置在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上的主控器3在其第=MCU模塊31內(nèi)，建立有 平面坐標(biāo)體系，該坐標(biāo)體系W礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的形屯、為坐標(biāo)原點(diǎn)0,左右向?yàn)閄軸、前后 向?yàn)閥軸，根據(jù)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備尺寸形狀及工作、行走、轉(zhuǎn)彎過(guò)程中各部位擺動(dòng)角度等參 數(shù)，設(shè)定離礦井移動(dòng)采掘設(shè)備N(xiāo)1米的范圍內(nèi)為停機(jī)區(qū)7,離停機(jī)區(qū)N2米的范圍內(nèi)為警告區(qū) 8。
[0027] 前述的移動(dòng)標(biāo)簽1通過(guò)其第一測(cè)距模塊12與探測(cè)器2的第二測(cè)距模 塊22無(wú)線通信，移動(dòng)標(biāo)簽1接收探測(cè)器2發(fā)來(lái)的探測(cè)器2的坐標(biāo)及探測(cè)器2與 移動(dòng)標(biāo)簽1間的距離信息，移動(dòng)標(biāo)簽1的第一 MCU模塊11相應(yīng)地計(jì)算自身坐標(biāo) (XJ)，并將該坐標(biāo)信息發(fā)送給與其距離最為相近的探測(cè)器2 ; 探測(cè)器2的第二MCU模塊21中存儲(chǔ)有自身位置信息，探測(cè)器2實(shí)時(shí)測(cè)量自身與各移動(dòng) 標(biāo)簽1之間的距離并將自身位置及與所測(cè)的與移動(dòng)標(biāo)簽1的距離信息實(shí)時(shí)發(fā)送給移動(dòng)標(biāo)簽 1 ;并將移動(dòng)標(biāo)簽1發(fā)回的該移動(dòng)標(biāo)簽1的坐標(biāo)信息通過(guò)其總線接口 23轉(zhuǎn)發(fā)給主控器3 ;探 測(cè)器2還將由主控器3發(fā)來(lái)的相關(guān)報(bào)警信號(hào)通過(guò)無(wú)線發(fā)送給移動(dòng)標(biāo)簽1。
[002引主控器3實(shí)時(shí)接收由探測(cè)器2轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的各移動(dòng)標(biāo)簽1的位置信息；計(jì)算并判斷各 移動(dòng)標(biāo)簽1所處的區(qū)域；將各移動(dòng)標(biāo)簽1的實(shí)時(shí)位置及所處區(qū)域通過(guò)主控器3的網(wǎng)口 34傳 送到顯示器4進(jìn)行顯示；同時(shí)通過(guò)探測(cè)器2的轉(zhuǎn)發(fā)向處于警告區(qū)8及停機(jī)區(qū)7的移動(dòng)標(biāo)簽 1發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，在需要報(bào)警時(shí)，探測(cè)器2的第二LED模塊25顯示報(bào)警信息，W同步 提醒攜帶移動(dòng)標(biāo)簽1的工作人員；當(dāng)有移動(dòng)標(biāo)簽1處于警告區(qū)8時(shí)，主控器3通過(guò)其多路隔 離開(kāi)關(guān)量接口 33向報(bào)警器5發(fā)送報(bào)警信號(hào)；當(dāng)有移動(dòng)標(biāo)簽1處于停機(jī)區(qū)7時(shí)，主控器3通 過(guò)其多路隔離開(kāi)關(guān)量接口 33向報(bào)警器5發(fā)送報(bào)警信號(hào)；并且通過(guò)多路隔離開(kāi)關(guān)量接口 33 向電控箱6發(fā)送停機(jī)信號(hào)，切斷電控箱的供電，使礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)，從而確保進(jìn)入停 進(jìn)區(qū)的該移動(dòng)標(biāo)簽1攜帶者的人身安全。
[0029] 顯示器4用于實(shí)時(shí)顯示礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的外形及其周?chē)木鎱^(qū)8和停機(jī)區(qū)7 ; 且實(shí)時(shí)顯示礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)母饕苿?dòng)標(biāo)簽1的位置信息并存儲(chǔ)到其存儲(chǔ)器43中供 日后查詢(xún)。當(dāng)移動(dòng)標(biāo)簽1進(jìn)入警告、停機(jī)區(qū)域時(shí)，顯示器4的液晶屏分別W不同顏色進(jìn)行顯 示，表征該移動(dòng)標(biāo)簽1攜帶者處于相應(yīng)的區(qū)域。
[0030] 報(bào)警器5用于接收到主控器3發(fā)出的報(bào)警信號(hào)后，發(fā)出報(bào)警聲音信號(hào)，W提醒礦井 移動(dòng)采掘設(shè)備操作人員采取相應(yīng)措施保障人員安全。
[0031] 見(jiàn)圖7,本實(shí)施例的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其工作方法主要包 括W下步驟： ① 探測(cè)器（2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；礦井移動(dòng)采掘設(shè)備工作時(shí)，各探測(cè)器（2)實(shí)時(shí)發(fā)出測(cè)距信號(hào)， 當(dāng)有移動(dòng)標(biāo)簽（1)進(jìn)入礦井移動(dòng)采掘設(shè)備附近區(qū)域時(shí)，移動(dòng)標(biāo)簽（1)根據(jù)接收到的探測(cè)器 (2)所發(fā)送的探測(cè)器（2)的坐標(biāo)及二者間距離信息，計(jì)算出自身坐標(biāo)位置并將自身坐標(biāo)信息 發(fā)送給距其最近的探測(cè)器（2)，探測(cè)器（2)將移動(dòng)標(biāo)簽（1)的位置信息轉(zhuǎn)發(fā)給主控器（3);顯 示器（4)實(shí)時(shí)顯示主控器（3)發(fā)送的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)母饕苿?dòng)標(biāo)簽（1)的位置信息 并存儲(chǔ)到顯示器（4)的存儲(chǔ)器（43)中； ② 主控器（3)實(shí)時(shí)位置判斷；主控器（3)實(shí)時(shí)接收各探測(cè)器（2)所探測(cè)的各移動(dòng)標(biāo)簽 (1)的位置信息，進(jìn)行計(jì)算和判斷各移動(dòng)標(biāo)簽（1)是否進(jìn)入設(shè)定的警告區(qū)（8)或停機(jī)區(qū)（7); 若移動(dòng)標(biāo)簽（1)進(jìn)入警告區(qū)（8)，則進(jìn)入步驟⑨；若移動(dòng)標(biāo)簽（1)進(jìn)入停機(jī)區(qū)（7)，則進(jìn)入步 驟④； ⑨發(fā)送報(bào)警信號(hào)；主控器通過(guò)相應(yīng)的探測(cè)器向該移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警告該移動(dòng) 標(biāo)簽的攜帶者離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域；主控器向報(bào)警器發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提醒移動(dòng)采掘設(shè)備操作人員 注意周?chē)腥颂幱谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，注意操作安全； ④控制礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)：主控器通過(guò)相應(yīng)的探測(cè)器向該移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出報(bào)警信 號(hào)，警告該移動(dòng)標(biāo)簽的攜帶者離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域；主控器向報(bào)警器發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提醒移動(dòng)采掘 設(shè)備操作人員注意周?chē)腥颂幱谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，注意操作安全；并且向電控箱發(fā)送停機(jī)信號(hào)，切 斷電控箱的供電，使礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)。
[0032] 綜上所述，本實(shí)施例的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，通過(guò)在主控器 內(nèi)設(shè)立坐標(biāo)系，將礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)牡V井內(nèi)區(qū)域劃分為警告區(qū)和停機(jī)區(qū)，通過(guò)探測(cè) 器與礦井工作人員隨身攜帶的移動(dòng)標(biāo)簽間的實(shí)時(shí)測(cè)距，從而可準(zhǔn)確判斷礦井移動(dòng)采掘設(shè)備 周?chē)ぷ魅藛T的相對(duì)位置信息，并根據(jù)移動(dòng)標(biāo)簽與礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的相對(duì)位置即工作人 員所處的不同區(qū)域采取警告或停機(jī)措施，從而可有效保障礦井內(nèi)工作人員的人身安全；通 過(guò)在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的操作室內(nèi)設(shè)置顯示器和報(bào)警器，使得設(shè)備操作人員可方便地通過(guò) 顯示器看到該礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)囊苿?dòng)標(biāo)簽即人員位置信息，通過(guò)報(bào)警器可方便地獲 得報(bào)警信息，從而使得設(shè)備操作人員可方便地采取相應(yīng)操作，進(jìn)一步保障礦井內(nèi)工作人員 的安全；其顯示器除可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T的實(shí)時(shí)位置信息外，還可 實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)藛T的實(shí)時(shí)位置信息，使用單位可根據(jù)顯示器中存儲(chǔ) 的記錄分析停機(jī)原因，從而在保障礦井下工作人員安全的前提下為礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的合 理安排提供決策依據(jù)；其探測(cè)器和移動(dòng)標(biāo)簽采用主、從應(yīng)答式無(wú)線測(cè)距，移動(dòng)標(biāo)簽只有檢測(cè) 到探測(cè)器的測(cè)距請(qǐng)求時(shí)才發(fā)送測(cè)距信息，從而可大大延長(zhǎng)移動(dòng)標(biāo)簽電池的使用時(shí)間。其工 作方法，基本為全自動(dòng)式的工作方法，使用方便，運(yùn)行可靠，可有效保障礦井內(nèi)工作人員的 人身安全。
[0033] W上實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的說(shuō)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可W做出各種變換和變化而 得到相對(duì)應(yīng)的等同的技術(shù)方案，因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)該歸入本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范 圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括礦井移動(dòng)采掘設(shè)備，其特征在 于：還包括移動(dòng)標(biāo)簽（1)、探測(cè)器（2)、主控器（3)、顯示器（4)、報(bào)警器（5)和電控箱（6); 所述的移動(dòng)標(biāo)簽（1)由礦井工作人員隨身攜帶；探測(cè)器（2)設(shè)置在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備 上，且位于礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)惶綔y(cè)器（2)的數(shù)量和在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備上的安裝位 置根據(jù)礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的外形和大小相應(yīng)確定；主控器（3)和電控箱（6)固定安裝在礦 井移動(dòng)采掘設(shè)備內(nèi)；顯示器（4)和報(bào)警器（5)固定安裝在礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的操作室內(nèi)； 所述的主控器（3)內(nèi)設(shè)有以礦井移動(dòng)采掘設(shè)備的幾何中心為坐標(biāo)原點(diǎn)0,左右向?yàn)閤 軸、前后向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系，坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)定離礦井移動(dòng)采掘設(shè)備N(xiāo)1米的范圍內(nèi)為停機(jī)區(qū) (7)，離停機(jī)區(qū)N2米的范圍內(nèi)為警告區(qū)（8);各探測(cè)器（2)在主控器（3)的坐標(biāo)系內(nèi)具有確 定的位置信息； 所述的移動(dòng)標(biāo)簽（1)與探測(cè)器（2)相互間無(wú)線通信測(cè)距；各探測(cè)器（2)與主控器（3)通 信，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的各移動(dòng)標(biāo)簽（1)的位置信息上傳主控器（3); 顯示器（4)、報(bào)警器（5)和電控箱（6)均分別與主控器（3)相連；顯示器（4)用于實(shí)時(shí)顯 示主控器（3)發(fā)送的信息；主控器（3)實(shí)時(shí)判斷各移動(dòng)標(biāo)簽（1)所處的位置并根據(jù)各移動(dòng)標(biāo) 簽是否進(jìn)入停機(jī)區(qū)（7)或警告區(qū)（8)發(fā)出報(bào)警和控制信息；報(bào)警器（5)用于接收主控器（3) 發(fā)送的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警；電控箱（6)用于提供電源以及接收主控器（3)的控制信號(hào)時(shí)切 斷工作電源控制礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于：所 述的移動(dòng)標(biāo)簽（1)包括第一 MCU模塊（11)、第一測(cè)距模塊（12)、報(bào)警模塊（13)、LED模塊 (14)和電源模塊（15); 第一 MCU模塊（11)與第一測(cè)距模塊（12)雙向信號(hào)電連接；報(bào)警模塊（13)和LED模塊 (14)均分別與第一 MCU模塊（11)信號(hào)電連接；電源模塊（15)提供工作電源；報(bào)警模塊（13) 用于提供聲音報(bào)警；LED模塊（14)用于提供閃光報(bào)警。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于：所 述的探測(cè)器（2)包括第二MCU模塊（21)、第二測(cè)距模塊（22)、總線接口（ 23)、第二電源接口 (24)和第二 LED 模塊（25); 第二MCU模塊（21)分別與第二測(cè)距模塊（22)和總線接口（ 23)雙向信號(hào)電連接；總線 接口（ 23 )用于通過(guò)總線與主控器（3 )信號(hào)電連接；第二LED模塊（25 )與第二MCU模塊（21) 信號(hào)電連接；電源接口（24)用于連接電源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于：所 述的主控器（3)包括第三MCU模塊（31)、多路總線接口（ 32)、多路隔離開(kāi)關(guān)量接口（ 33)、網(wǎng) 口（34)和第三電源接口（35); 多路總線接口（ 32)、多路隔離開(kāi)關(guān)量接口（ 33)和網(wǎng)口（ 34)分別與第三MCU模塊（31) 雙向信號(hào)電連接；主控器（3)通過(guò)其多路總線接口（32)與各探測(cè)器（2)雙向信號(hào)電連接； 主控器（3)通過(guò)其多路隔離開(kāi)關(guān)量接口（33)與報(bào)警器（5)和電控箱（6)信號(hào)電連接；主控 器（3)通過(guò)其網(wǎng)口（34)與顯示器（4)雙向信號(hào)電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于：所 述的顯示器（4)包括第四MCU模塊（41)、液晶屏（42)、存儲(chǔ)器（43)、按鍵面板（44)、第四網(wǎng) 口（45)和第四電源接口（46); 液晶屏（42)、存儲(chǔ)器（43)和第四網(wǎng)口（45)分別與第四MCU模塊（41)雙向信號(hào)電連接； 按鍵面板（44)與第四MCU模塊（41)信號(hào)電連接；第四MCU模塊（41)用于和主控器（3)雙 向信號(hào)電連接；第四電源接口（46)用于連接電源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于：所 述的移動(dòng)標(biāo)簽（1)的電源模塊（15)為3. 7V電池。
7. -種由權(quán)利要求1所述的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備人員接近監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，其 特征在于：包括以下步驟： ① 探測(cè)器（2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：礦井移動(dòng)采掘設(shè)備工作時(shí)，各探測(cè)器（2)實(shí)時(shí)發(fā)出測(cè)距信號(hào)， 當(dāng)有移動(dòng)標(biāo)簽（1)進(jìn)入礦井移動(dòng)采掘設(shè)備附近區(qū)域時(shí)，移動(dòng)標(biāo)簽（1)根據(jù)接收到的探測(cè)器 (2)所發(fā)送的探測(cè)器（2)的坐標(biāo)及二者間距離信息，計(jì)算出自身坐標(biāo)位置并將自身坐標(biāo)信息 發(fā)送給距其最近的探測(cè)器（2)，探測(cè)器（2)將移動(dòng)標(biāo)簽（1)的位置信息轉(zhuǎn)發(fā)給主控器（3);顯 示器（4)實(shí)時(shí)顯示主控器（3)發(fā)送的礦井移動(dòng)采掘設(shè)備周?chē)母饕苿?dòng)標(biāo)簽（1)的位置信息 并存儲(chǔ)到顯示器（4)的存儲(chǔ)器（43)中； ② 主控器（3)實(shí)時(shí)位置判斷：主控器（3)實(shí)時(shí)接收各探測(cè)器（2)所探測(cè)的各移動(dòng)標(biāo)簽 (1)的位置信息，進(jìn)行計(jì)算和判斷各移動(dòng)標(biāo)簽（1)是否進(jìn)入設(shè)定的警告區(qū)（8)或停機(jī)區(qū)（7); 若移動(dòng)標(biāo)簽（1)進(jìn)入警告區(qū)（8)，則進(jìn)入步驟③；若移動(dòng)標(biāo)簽（1)進(jìn)入停機(jī)區(qū)（7)，則進(jìn)入步 驟④； ③ 發(fā)送報(bào)警信號(hào)：主控器（3)通過(guò)相應(yīng)的探測(cè)器（2)向該移動(dòng)標(biāo)簽（1)發(fā)出報(bào)警信號(hào)， 警告該移動(dòng)標(biāo)簽（1)的攜帶者離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域；主控器（3)向報(bào)警器（5)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提醒 移動(dòng)采掘設(shè)備操作人員注意周?chē)腥颂幱谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，注意操作安全； ④ 控制礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)：主控器（3 )通過(guò)相應(yīng)的探測(cè)器（2 )向該移動(dòng)標(biāo)簽（1)發(fā) 出報(bào)警信號(hào)，警告該移動(dòng)標(biāo)簽（1)的攜帶者離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域；主控器（3)向報(bào)警器（5)發(fā)送報(bào) 警信號(hào)，提醒移動(dòng)采掘設(shè)備操作人員周?chē)腥颂幱谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，注意操作安全；并且向電控箱 (6 )發(fā)送停機(jī)信號(hào)，切斷電控箱（6 )的供電，使礦井移動(dòng)采掘設(shè)備停機(jī)。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK104481591SQ201410666002
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】包建軍, 王樹(shù)強(qiáng), 張科帆, 李正東 申請(qǐng)人:天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司, 中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司