專利名稱:高精度gps牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于露天采礦數(shù)字化穿爆技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是提供了一種高精度GPS牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)大部分露天礦沿用傳統(tǒng)的穿爆生產(chǎn)工藝，部分企業(yè)采用了爆孔設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行前期的平臺(tái)測(cè)量和爆孔生成，更多的企業(yè)則幾乎不做爆孔設(shè)計(jì)分析，鉆機(jī)穿孔定位時(shí)憑人工經(jīng)驗(yàn)擺石堆、打樁、劃線等傳統(tǒng)標(biāo)記方法，定位極其不精確，爆孔深度的一致性也得不到保證，爆破作業(yè)后底部不平整，造成后續(xù)的鏟裝作業(yè)環(huán)境惡劣。為了消除傳統(tǒng)穿爆生產(chǎn)工藝中潛在的、不可控的、影響穿爆質(zhì)量的各種因素，利用現(xiàn)有高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)管理過程精細(xì)化、控制過程數(shù)字化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高精度GPS牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)，消除了傳統(tǒng)穿爆生產(chǎn)工藝中潛在的、不可控的、影響穿爆質(zhì)量的各種因素，利用現(xiàn)有高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)管理過程精細(xì)化、控制過程數(shù)字化。
本發(fā)明的牙輪鉆機(jī)自發(fā)動(dòng)布孔系統(tǒng)包括智能終端、雙頻GPS模塊、GPS差分站、調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(包括有線局域網(wǎng)絡(luò)、無線通訊網(wǎng)絡(luò))及終端計(jì)算機(jī)(包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、調(diào)度管理計(jì)算機(jī)、電子地圖計(jì)算機(jī)、爆破管理計(jì)算機(jī)、用戶計(jì)算機(jī)、通訊管理計(jì)算機(jī)、地址模型計(jì)算機(jī))、GPS差分站、智能終端主機(jī)軟件和調(diào)度控制中心軟件。
安裝位置
調(diào)度控制中心軟件安裝在調(diào)度控制中心的相應(yīng)終端計(jì)算機(jī)上；GPS差分站建設(shè)在調(diào)度控制中心的相對(duì)開闊地帶，差分?jǐn)?shù)據(jù)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)以廣播方式發(fā)送給智能終端；智能終端安裝在牙輪鉆機(jī)上，利用所安裝的智能終端主機(jī)軟件，首先通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度控制中心的相應(yīng)計(jì)算機(jī)建立連接后，再通過安裝在相應(yīng)計(jì)算機(jī)上的調(diào)度控制中心軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；GPS衛(wèi)星定位模塊安裝在智能終端主機(jī)內(nèi)部，通過此模塊對(duì)鉆孔坐標(biāo)進(jìn)行精確定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)牙輪鉆機(jī)穿孔位置的定位；無線通訊網(wǎng)絡(luò)是智能終端主機(jī)與調(diào)度控制中心的各相應(yīng)終端計(jì)算機(jī)之間交換數(shù)據(jù)的載體；調(diào)度控制中心的有線局域網(wǎng)絡(luò)將各相應(yīng)終端計(jì)算機(jī)連接在一起，是調(diào)度控制中心軟件運(yùn)行的硬件環(huán)境。
各部分之間連接關(guān)系
調(diào)度管理計(jì)算機(jī)、電子地圖計(jì)算機(jī)、爆破管理計(jì)算機(jī)、用戶計(jì)算機(jī)、通訊管理與安置在調(diào)度控制中心的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)物理相連，通過調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供各種相應(yīng)服務(wù)；GPS差分站與通訊管理計(jì)算機(jī)通過RS232接口相連；智能終端主機(jī)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與通訊管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見圖I所示)。
I、智能終端[0010]智能終端安裝在牙輪鉆機(jī)上，由嵌入式工控機(jī)、雙頻GPS模塊、無線通訊模塊、標(biāo)準(zhǔn)RS232串口、RS485接口、電源模塊、穿孔深度采集模塊、智能終端主機(jī)、智能終端顯示器、穿孔深度測(cè)量模塊組成。各部分之間采用相應(yīng)的高強(qiáng)度電纜連接，外殼采用全封閉金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，結(jié)構(gòu)(見圖2所示)。主要完成穿孔位置導(dǎo)航、定位、穿孔深度測(cè)量、穿孔完成孔位坐標(biāo)測(cè)量、與地面調(diào)度控制中心通訊功能。
各部分之間連接關(guān)系
智能終端主機(jī)內(nèi)置嵌入式工控機(jī)。嵌入式工控機(jī)包含4個(gè)RS232接口、I個(gè)以太網(wǎng)接口、I個(gè)VGA接口、I個(gè)擴(kuò)展RS485接口、2個(gè)USB接口。智能終端顯示器通過VGA接口與智能終端主機(jī)連接；雙頻GPS模塊通過RS232接口與嵌入式工控機(jī)連接； 穿孔深度測(cè)量模塊與擴(kuò)展RS485接口相連；以太網(wǎng)接口與無線通訊模塊相連接。
(I)嵌入式工控機(jī)(圖3所示)
智能終端采用WinSystems公司EPX系列無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)的嵌入式工控機(jī),它體積小、發(fā)熱低、抗干擾能力強(qiáng)，具有I個(gè)以太網(wǎng)接口、4個(gè)RS232接口、2個(gè)USB接口和一個(gè)VGA接口，各接口功能如下
所述的以太網(wǎng)接口與UBNT公司的無線模塊連接，通過覆蓋現(xiàn)場(chǎng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)完成與調(diào)度控制中心的數(shù)據(jù)交換。
所述的RS232接口 I和接口 2用于采集GPS定位數(shù)據(jù)；接口 3用于接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；接口 4用于采集穿孔深度數(shù)據(jù)。
所述的VGA接口用于智能終端主機(jī)與智能終端顯示器之間的連接。
所述的USB接口用于安裝操作系統(tǒng)及調(diào)試應(yīng)用程序
(2)雙頻GPS定位模塊
雙頻GPS定位模塊安裝在智能終端主機(jī)內(nèi)，用RS232方式與嵌入式工控機(jī)通訊。本系統(tǒng)采用兩塊雙頻GPS定位模塊，應(yīng)用載波相位差分方式使定位精度達(dá)到水平lcm+lppm，高程±2cm+lppm,實(shí)現(xiàn)高精度快速定位。
每塊雙頻GPS定位模塊具有兩個(gè)RS232接口，接口 I接收GPS定位數(shù)據(jù)，接口 2接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)。第一塊雙頻GPS定位模塊的接口 I與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 I連接，向系統(tǒng)提供GPS定位數(shù)據(jù)，接口 2與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 3連接，接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；第二塊雙頻GPS定位模塊的接口 I與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 2連接，向系統(tǒng)提供GPS定位數(shù)據(jù)，接口 2與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 3連接，接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)。
由于牙輪鉆機(jī)體積龐大，鉆桿支架高度一般距離地面20米左右，工作過程晃動(dòng)較大。如果用一塊GPS模塊直接安裝在鉆架頂端，鉆機(jī)的微小動(dòng)作都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差的增大，為了解決穿孔點(diǎn)位坐標(biāo)位置的在線測(cè)量，采用兩塊雙頻GPS定位模塊，利用已知兩點(diǎn)坐標(biāo)求第三點(diǎn)坐標(biāo)方式，計(jì)算出鉆機(jī)鉆桿坐標(biāo)即穿孔位置坐標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)通過實(shí)踐檢驗(yàn)，使用鉆桿與兩個(gè)GPS天線在同一直線方式(直線方位角法)或鉆桿與兩個(gè)GPS天線成等腰三角形(等腰三角形法)方式均可準(zhǔn)確地確定鉆桿位置坐標(biāo)，有效的解決了震動(dòng)、晃動(dòng)帶來的測(cè)量誤差。具體使用直線方位角法還是等腰三角形法可以根據(jù)牙輪鉆機(jī)的具體情況確定。
所述的直線方位角法的具體情況是，牙輪鉆機(jī)鉆桿處在兩個(gè)GPS接收天線的延長(zhǎng)線上或者牙輪鉆機(jī)鉆桿處在兩個(gè)GPS接收天線之間，通過已知的兩個(gè)GPS點(diǎn)坐標(biāo)和A、B的長(zhǎng)度計(jì)算出鉆桿坐標(biāo)。(見圖4所示)[0024]設(shè)GPS1的坐標(biāo)為(xB，yB), GPS2 的坐標(biāo)為(xA，yA)
求鉆桿的坐標(biāo)為(X，Y)
其中方位角為M
M = arctan ((ya-yb) / (xa~xb))
方位角分四種情況
第一種情況(第一象限)
當(dāng)yA_yB>0, χΑ-χΒ>0 時(shí)，N=M
第二種情況(第二象限)
當(dāng)yA-yB〈0, χΑ-χΒ>0 時(shí)，Ν=180?！?br>第三種情況(第三象限)
當(dāng)Yk一yB<0, xA一xB〈0 時(shí)，N= 180。+ M
第四種情況(第四象限)
當(dāng)Yk—yB>0, xA—xB〈0 時(shí)，N=360。一 M
鉆桿坐標(biāo)的計(jì)算
X=xb+A*cosN
Y=yB+A*sinN
通過計(jì)算所得的坐標(biāo)(X，Y)即為鉆桿的位置坐標(biāo)，也是鉆機(jī)需要穿孔的位置坐標(biāo)。
所述的等腰三角形法的具體情況是，牙輪鉆機(jī)鉆桿與兩個(gè)GPS天線成等腰三角形，鉆桿處在等腰三角形的頂點(diǎn)，通過已知的兩個(gè)GPS點(diǎn)坐標(biāo)和R的長(zhǎng)度計(jì)算出鉆桿坐標(biāo)。(見圖5所示)。
已知A(Xi，Y1), B (X2, Y2)兩點(diǎn)位是等腰三角形底邊兩點(diǎn)(A，B兩點(diǎn)分別是GPS的兩個(gè)定位點(diǎn))，L為A, B兩點(diǎn)間距離，R為左臂長(zhǎng)。求C點(diǎn)坐標(biāo)。
Ml = ^4R2 -L2 /

/L
X=X1+ ((X2-X1)Y=Y1+ ((X^X1) *RL+ (Y2-Y1)) /2
通過計(jì)算所得的坐標(biāo)(X，Y)即為鉆桿的位置坐標(biāo)，也是鉆機(jī)需要穿孔的位置坐標(biāo)。
(3)無線通訊模塊
PPM-WIRELESS無線通訊模塊嵌入PC04結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展板上，與嵌入式工控機(jī)采用PC104接口連接，封裝在智能終端主機(jī)內(nèi)。實(shí)現(xiàn)以下功能
接收控制中心指令；
接收爆破設(shè)計(jì)的穿孔坐標(biāo)數(shù)據(jù)；
接收控制中心的GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；
上傳給調(diào)度控制中心鉆機(jī)作業(yè)位置坐標(biāo)；
上傳給調(diào)度控制中心牙輪鉆機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)；
上傳給調(diào)度控制中心穿孔位置坐標(biāo)及穿孔深度數(shù)。
(4)標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口
標(biāo)準(zhǔn)RS232接口 I和接口 2用分別于采集2塊GPS定位模塊數(shù)據(jù)；串口 3用于接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；串口 4用于采集穿孔深度數(shù)據(jù)。[0057](5)穿孔深度采集模塊
穿孔深度采集模塊用于實(shí)時(shí)采集牙輪鉆機(jī)的鉆孔深度，是精確孔底控制的關(guān)鍵部件。由于穿孔深度采集的實(shí)時(shí)性和穿孔動(dòng)作的特殊性，制約了很多的采集方式不能應(yīng)用，通過實(shí)驗(yàn)采用OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器加智能儀表組合方式有效的解決了穿孔過程的正反轉(zhuǎn)和深度采集的實(shí)時(shí)性。
OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器與牙輪鉆機(jī)的主軸采用柔性鏈接，隨著主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。OMRON編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生500個(gè)脈沖，脈沖輸出信號(hào)接入到LGD100儀表，儀表根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)方向記錄編碼器產(chǎn)生的脈沖數(shù)。
LGD100脈沖記錄儀表具有2路脈沖的輸入接口，I路RS485接口。脈沖的輸入接口分別記錄OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出的正、反轉(zhuǎn)脈沖，正傳脈沖數(shù)減反轉(zhuǎn)脈沖數(shù)即為鉆桿實(shí)際鉆孔時(shí)進(jìn)米產(chǎn)生的脈沖數(shù)，通過旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)一周的進(jìn)米深度和產(chǎn)生的脈沖數(shù)計(jì)算出單脈沖的深度比，計(jì)算出穿孔深度數(shù)據(jù)；LGD100儀表的RS485接口通過RS232—RS485轉(zhuǎn) 換器，與PC104嵌入式工控機(jī)的串口 4連接，采集穿孔深度數(shù)據(jù)。
(6)電源模塊
電源模塊為智能終端主機(jī)硬件提供穩(wěn)定電源，輸入電壓DC9 — 36V，輸出電壓DC12V。具有濾波、防雷、抗干擾能力。
(7)智能終端顯示器
智能終端顯示器由液晶屏、觸摸屏組成。液晶屏用來顯示指令和與生產(chǎn)相關(guān)的信息界面，液晶屏幕采用彩色8. 4英寸，屏幕分辨率800X600，可視角大于160度，工作環(huán)境溫度-35° C-700 C，采用鑲嵌式安裝結(jié)構(gòu)；觸摸屏用來操作相應(yīng)按鈕，下端加托架，液晶屏與觸摸屏之間加5毫米平板玻璃，增加強(qiáng)度。
2、GPS 差分站
要實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)應(yīng)用GPS系統(tǒng)自動(dòng)布孔，需要智能終端主機(jī)GPS定位精度提高到厘米級(jí)。因此，需要建立高精度中心差分站，將差分信息發(fā)送到智能終端主機(jī)，GPS差分站結(jié)構(gòu)(如圖6所示)。其具體功能如下。
( I)提供RTK差分信號(hào)
利用基站的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組網(wǎng)，通過MESH網(wǎng)，向礦區(qū)用戶實(shí)時(shí)發(fā)布RTK差分?jǐn)?shù)據(jù)(精度I一 2厘米)。
(2 )提供DGPS偽距差分信號(hào)
通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)等通信手段發(fā)布GPS偽距差分信號(hào)(差分精度為亞米級(jí))，為GIS用戶和車輛導(dǎo)航用戶提供數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航定位服務(wù)。
(3)原始數(shù)據(jù)處理
采集保存原始數(shù)據(jù)，按照I秒的采樣率向用戶提供全面實(shí)時(shí)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，并能根據(jù)用戶的權(quán)限，滿足用戶的需求，使其能方便的檢索、查詢和提取原始數(shù)據(jù)或者經(jīng)過一定處理之后的數(shù)據(jù)。
4、調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由有線局域網(wǎng)絡(luò)和無線通訊網(wǎng)絡(luò)組成。有線局域網(wǎng)絡(luò)采用100M以太網(wǎng)將相應(yīng)的終端計(jì)算機(jī)物理相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。無線通訊網(wǎng)絡(luò)為采區(qū)內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備(包括牙輪鉆機(jī)、電鏟、礦車等)提供信號(hào)覆蓋，使需要控制的設(shè)備接收到調(diào)度控制中心的指令、數(shù)據(jù)以及為調(diào)度控制中心提供生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。
5、智能終端主機(jī)軟件
智能終端主機(jī)軟件安裝在智能終端主機(jī)內(nèi)，負(fù)責(zé)接收、解析調(diào)度控制中心的各種指令、爆破作業(yè)作業(yè)計(jì)劃數(shù)據(jù)，并為調(diào)度控制中心采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、穿孔位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)、穿孔深度數(shù)據(jù)等，基本功能如下
崗位人員登陸操作崗位人員接班上崗后進(jìn)行登陸(具備判別是否為本設(shè)備操作人員能力)。作用進(jìn)行到人的生產(chǎn)組織、統(tǒng)計(jì)、分析的基礎(chǔ)。
操作申請(qǐng)鉆機(jī)啟車作業(yè)前向中心發(fā)出申請(qǐng)，得到批準(zhǔn)后方可進(jìn)行作 業(yè)；作業(yè)類型包括正常作業(yè)、移動(dòng)鉆位、檢修作業(yè)等；設(shè)備故障搶修申請(qǐng)附帶故障初步判斷，按電器、機(jī)械分大類,按部位細(xì)分小類。作用進(jìn)行作業(yè)審批,并可完成不同作業(yè)內(nèi)容下的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)采集。
穿孔計(jì)劃從模擬爆破系統(tǒng)得到(或給定)爆區(qū)的具體爆破布孔坐標(biāo)、孔距、孔深等，為牙輪鉆提供作業(yè)計(jì)劃相關(guān)數(shù)據(jù)。
爆破作業(yè)計(jì)劃通過中心無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)給某臺(tái)鉆機(jī)，形成布孔分布控制圖。智能終端根據(jù)作業(yè)計(jì)劃的孔位坐標(biāo)值，在屏幕模擬顯示出爆區(qū)的布孔分布情況圖，當(dāng)司機(jī)選中具體某一個(gè)鉆孔時(shí)，智能終端為司機(jī)穿孔作業(yè)導(dǎo)航。
穿孔作業(yè)當(dāng)智能終端判斷出具體的穿孔位置之后，向牙輪鉆司機(jī)發(fā)出可以穿孔信息，開始穿孔作業(yè)，同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量穿孔深度數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)提示司機(jī)穿孔完成。
穿孔完成穿孔完成后智能終端將鉆孔坐標(biāo)、米道數(shù)據(jù)、穿孔數(shù)量、穿孔速度等數(shù)據(jù)上傳到中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
設(shè)備故障在鉆機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)向控制中心反饋情況，控制中心根據(jù)故障情況，安排修理人員進(jìn)行處理，處理完畢后，向控制中心反饋信息。
6、調(diào)度控制中心軟件
調(diào)度控制中心軟件包括調(diào)度管理計(jì)算機(jī)上安裝的軟件、通訊管理計(jì)算機(jī)上安裝的軟件、電子地圖計(jì)算機(jī)上安裝的軟件、爆破管理計(jì)算機(jī)安裝的軟件(本次發(fā)明不包含)、地址模型計(jì)算機(jī)上安裝的軟件(本次發(fā)明不包含)五部分組成。
系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系(見圖7所示)
爆破管理計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出穿孔位置坐標(biāo)及穿孔深度，形成爆破作業(yè)計(jì)劃；
電子地圖計(jì)算機(jī)對(duì)爆破作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行合理性審查；
通訊管理計(jì)算機(jī)把穿孔計(jì)劃數(shù)據(jù)發(fā)送到智能終端主機(jī)；
智能終端主機(jī)根據(jù)爆破作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔作業(yè)完成的數(shù)據(jù)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到調(diào)度控制中心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)；
爆破管理計(jì)算機(jī)讀取中心數(shù)據(jù)庫(kù)的穿孔結(jié)果，進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬爆破，確定裝藥量及起爆順序；
地址模型計(jì)算機(jī)讀取爆破完成的暴區(qū)坐標(biāo)、孔深、孔性質(zhì)等數(shù)據(jù)，形成三維地址模型。
本發(fā)明的創(chuàng)新包括一下五方面
I、運(yùn)用兩塊雙頻GPS模塊實(shí)現(xiàn)牙輪鉆機(jī)鉆桿位置定位
牙輪鉆機(jī)本身設(shè)備龐大，工作時(shí)震動(dòng)劇烈，而且鉆架高出地面20多米，一塊雙頻GPS模塊不能解決鉆桿位置的精確。為了解決鉆桿位置的精確定位，運(yùn)用兩塊雙頻GPS模塊實(shí)現(xiàn)鉆桿位置的精確定位。
2.與爆破設(shè)計(jì)系統(tǒng)、地址模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享
該系統(tǒng)與爆破設(shè)計(jì)系統(tǒng)、地址模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理全流程閉環(huán)控制。
3.穿孔位置導(dǎo)航
改變?cè)瓉響{人工經(jīng)驗(yàn)擺石堆、打樁、劃線等傳統(tǒng)標(biāo)記方法，利用雙頻GPS模塊實(shí)現(xiàn)穿孔位置精確導(dǎo)航，不僅提高了穿孔精度，而且消除了雨、雪、霧、白天、夜間的影響因素，實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)全天候作業(yè)。
4.精確孔底控制運(yùn)用高精度GPS牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)，不僅保證其所鉆孔的水平定位精度，而且還能對(duì)穿孔深度進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，使所穿孔深精確控制在同一個(gè)水平面或在一個(gè)水平角的坡面內(nèi)。使爆破質(zhì)量得到明顯提高。
5.穿孔結(jié)果自動(dòng)測(cè)量
鉆機(jī)穿孔位置坐標(biāo)、穿孔深度自動(dòng)測(cè)量，并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳送到調(diào)度控制中心。調(diào)度控制中心對(duì)生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、穿孔和爆破測(cè)量一體化，實(shí)現(xiàn)管理過程精細(xì)化、控制過程數(shù)字化。


圖I為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
圖2為智能終端主機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
圖3為車載智能終端設(shè)備嵌入式工控機(jī)硬件圖。
圖4為GPS接收機(jī)天線位置圖。
圖5為GPS接收機(jī)天線位置圖。
圖6為GPS差分天線配置及線路配置圖。
圖7為爆破設(shè)計(jì)審核流程圖。
圖8為穿孔位置坐標(biāo)圖。
圖9為電子地圖。
圖10為藥量計(jì)算圖。
圖11為中爆破聯(lián)線圖。
圖12為穿孔任務(wù)書圖。
圖13為爆破指令書圖。
圖14為WGS-84坐標(biāo)系圖。
圖15為坐標(biāo)系空間轉(zhuǎn)換流程圖。
具體實(shí)施方式
I.首鋼礦業(yè)公司水廠鐵礦礦簡(jiǎn)介
該系統(tǒng)于2009年底在首鋼礦業(yè)公司水廠鐵礦正式開始運(yùn)行。首鋼礦業(yè)公司水廠鐵礦位于河北省唐山市境內(nèi)的遷安市與遷西縣交界處，礦區(qū)面積19. 55km2,1969年建成投產(chǎn)，至今已連續(xù)開采40余年，累計(jì)采出礦石約3.1億t?，F(xiàn)保持年采剝總量5600萬t，礦石1100萬t，原礦處理量1800萬t的規(guī)模，是亞洲特大型露天鐵礦之一。目前在用YZ-55鉆機(jī)6臺(tái)，45-R鉆機(jī)I臺(tái)。
2.完善和改進(jìn)現(xiàn)有Blast-Code計(jì)算機(jī)爆破設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)
(I)改進(jìn)爆破設(shè)計(jì)工作
自行開發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)在采場(chǎng)平面圖上批量自動(dòng)提取炮孔的坐標(biāo)，改進(jìn)現(xiàn)在爆破測(cè)量出圖程序，實(shí)現(xiàn)爆破測(cè)量圖紙的全面數(shù)字化。
(2)建立分水平爆破測(cè)量電子圖板可以方便地被爆破地形地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用，顯示已經(jīng)爆破的炮孔，實(shí)現(xiàn)方便、快捷、精準(zhǔn)的接爆區(qū)設(shè)計(jì)。
(3)完善現(xiàn)有計(jì)算機(jī)爆破設(shè)計(jì)
根據(jù)水廠鐵礦目前實(shí)際情況，結(jié)合軟件中存在的問題，重新進(jìn)行軟件編程，把軟件升級(jí)到4. O版本，解決其存在的不能利用我礦現(xiàn)在SURPAC軟件采場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)文件進(jìn)行及時(shí)更新、部分功能不完善等問題。
(4)建立爆破地形地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)
可以方便地利用SURPAC軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，可以迅速地為加載爆破電子地圖和爆破數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。
(5)建立礦巖可爆性數(shù)學(xué)模型。
與水廠鐵礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，完善露天礦礦巖可爆性分級(jí)數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此對(duì)水廠鐵礦采場(chǎng)進(jìn)行爆破分區(qū)，完善臺(tái)階垂直中深孔微差爆破模塊，實(shí)現(xiàn)靈活多樣的自動(dòng)爆破設(shè)計(jì)、人工爆破設(shè)計(jì)審查。
3、數(shù)據(jù)采集、處理、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件研發(fā)
數(shù)據(jù)采集、處理軟件研發(fā)
在計(jì)算機(jī)上利用外置爆破地形地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行人工炮孔設(shè)計(jì)，然后利用blast-code爆破設(shè)計(jì)4. O版本程序進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)合理性審查的人工輔助計(jì)算機(jī)爆破設(shè)計(jì)審核流程(如圖7所示)。
(I)打開水廠鐵礦爆破地形地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，輸入坐標(biāo)確定設(shè)計(jì)爆區(qū)所在地理位置，準(zhǔn)確的了解其地質(zhì)概況(巖性、硬度、斷層等)。
(2)打開對(duì)應(yīng)水平的水廠鐵礦分水平爆區(qū)模板圖，找到緊挨著設(shè)計(jì)爆區(qū)的已爆爆區(qū)，并將其加載到水廠鐵礦爆破地質(zhì)地形圖上。
(3)做好上面兩步驟之后，根據(jù)水廠鐵礦爆破分區(qū)指導(dǎo)參數(shù)表，根據(jù)設(shè)計(jì)爆區(qū)的地理位置情況，確定其分區(qū)和孔網(wǎng)參數(shù)，并開始設(shè)計(jì)爆區(qū)。
(4)在爆區(qū)設(shè)計(jì)完成之后，生成暴區(qū)穿孔位置坐標(biāo)，(如圖8所示)。
(5)牙輪鉆自動(dòng)布孔系統(tǒng)與爆破設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享結(jié)果
首先，打開保存坐標(biāo)的文件，找到并核對(duì)坐標(biāo)個(gè)數(shù)是否與設(shè)計(jì)爆區(qū)的孔數(shù)相一致。
然后，將保存坐標(biāo)的文件(.txt)用Excel軟件打開，并將其的X與y進(jìn)行相互對(duì)調(diào)，并保存文件。
將第二步保存的文件打開，并復(fù)制其全部?jī)?nèi)容；然后打開終端系統(tǒng)的鉆孔計(jì)劃文件，將內(nèi)容復(fù)制到里面；最后打開終端系統(tǒng)程序，將鉆孔計(jì)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)里。[0143](6)下傳設(shè)計(jì)爆區(qū)的炮孔坐標(biāo)到鉆機(jī)GPS終端
首先，在數(shù)據(jù)導(dǎo)入牙輪鉆自動(dòng)布孔系統(tǒng)之后，打開電子地圖，檢查地圖中的孔數(shù)與地理位置是否與設(shè)計(jì)一致，(如圖9所示)。
其次，在爆破設(shè)計(jì)結(jié)果通過合理性數(shù)據(jù)檢驗(yàn)之后，將爆破設(shè)計(jì)孔位坐標(biāo)通過無線傳輸模塊傳送到牙輪鉆機(jī)智能終端上，以其坐標(biāo)指導(dǎo)穿孔作業(yè)。
(7)崗位操作人員按設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行穿孔作業(yè)
第一，在鉆機(jī)終端接收到爆區(qū)坐標(biāo)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之后，拿出同步送達(dá)的紙質(zhì)穿孔任務(wù)書，將其與終端屏幕上的孔數(shù)進(jìn)行核對(duì)；
第二，在核對(duì)完之后，在屏幕上找尋并確定鉆機(jī)將要穿孔的孔號(hào)。按屏幕的孔位位置移動(dòng)鉆機(jī)，找準(zhǔn)位置，開始穿孔作業(yè)；
第三，在穿孔結(jié)束后，在鉆機(jī)終端機(jī)上按完成，將孔的實(shí)際坐標(biāo)傳到牙輪鉆機(jī)終端布孔管理系統(tǒng)中。
鉆機(jī)崗位作業(yè)流程為
打開GPS終端一進(jìn)行崗位注冊(cè)一發(fā)出作業(yè)請(qǐng)示一接到調(diào)度指令后移動(dòng)鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)孔位，達(dá)到系統(tǒng)精度要求一系統(tǒng)解鎖，允許鉆機(jī)進(jìn)行穿孔作業(yè)。
(8)導(dǎo)出成孔坐標(biāo)
在爆區(qū)穿孔完成之后，牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)將鉆機(jī)反饋回來的所有孔位坐標(biāo)，保存在中心數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)將穿孔結(jié)果形成文本文件。
(9)整理成孔坐標(biāo)
打開上一步保存的文件，另存為一份excel文件，將其提供給測(cè)量使用。
( 10)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)爆破設(shè)計(jì)系統(tǒng),審查爆破設(shè)計(jì)
首先，打開計(jì)算機(jī)爆破設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將第(9)步整理的dat文件導(dǎo)入系統(tǒng)之中。
在數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)之后，開始爆破設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)通過審查后，輸出藥量計(jì)算表(如如圖
10所示)、聯(lián)線圖(如圖11所示)、穿孔任務(wù)書(如圖12所示)、爆破指令書(如圖13所示)等。
(11)測(cè)量出圖驗(yàn)收爆破量及完成設(shè)計(jì)
技術(shù)員在拿到通過審查的設(shè)計(jì)圖紙和爆區(qū)綜合平面圖之后，即可根據(jù)設(shè)計(jì)組織后續(xù)的爆破計(jì)劃和爆破施工。
(12)為地址模型模塊提供穿孔結(jié)果
鉆機(jī)穿孔完成數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)位置、孔深、穿孔性質(zhì)等數(shù)據(jù)通過三維的采礦地質(zhì)模型系統(tǒng)精確計(jì)算出采區(qū)范圍內(nèi)的礦、巖總量，合理安排采掘計(jì)劃，使采礦生產(chǎn)科學(xué)、合理、有序，實(shí)現(xiàn)企業(yè)科學(xué)發(fā)展。
4.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件研發(fā)
由于模擬爆破設(shè)計(jì)模塊、地址模型模塊均采用BJ-54坐標(biāo)系，而GPS系統(tǒng)采用WGS-84坐標(biāo)系，要想實(shí)現(xiàn)各模塊之間的數(shù)據(jù)共享，必須對(duì)不同的坐標(biāo)系進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。
WGS-84 與 BJ-54 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
為了適應(yīng)地址模型軟件以及模擬爆破軟件，系統(tǒng)需要將WGS-84坐標(biāo)與BJ-54坐標(biāo)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，因此，需要建立與之相適應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、平·移和高程擬合，達(dá)到科學(xué)合理應(yīng)用的目的。
在GPS系統(tǒng)中，衛(wèi)星主要被作為位置已知的空間觀測(cè)目標(biāo)。因此，為了確定地面觀測(cè)站位置，GPS衛(wèi)星的瞬間位置也應(yīng)換算到統(tǒng)一的地球坐標(biāo)系統(tǒng)中。
(l)WGS-84 坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系 WGS-84 (World Geodetic System-84)是目前 GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。(見圖14所示)
WGS-84坐標(biāo)系的原點(diǎn)為地球質(zhì)心M，Z軸指向BIH1984. O定義的協(xié)議地極(Conventional Terrestrial Pole, CTP),X 軸指向 BIH1984. O 定義的零子午面與 CTP 相應(yīng)的赤道的交點(diǎn)，Y軸垂直于XMZ平面，且與Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系(如圖4)。WGS-84坐標(biāo)系采用的地球橢球，稱為WGS-84橢球，主要參數(shù)為①長(zhǎng)半徑a=6378137m WGS-84橢球扁率f=l/298. 257223563 ;③地球(含大氣層)引力常數(shù)GM= (3986005 X IO8) m3/s2 ;④正常二階帶諧系數(shù) C2. 0=484. 16685X 1(Γ6 ;⑤地球自轉(zhuǎn)角速度 ω = (7292115X I(Tn)rad/s。
(2)1954年北京坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系是我國(guó)目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系采用原蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球體，其參數(shù)為長(zhǎng)半徑a = 6378245m，扁率f=l/298. 3，原點(diǎn)位于原蘇聯(lián)的普爾科夫。該橢球并未依據(jù)當(dāng)時(shí)我國(guó)的天文觀測(cè)資料進(jìn)行重新定位，而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖，經(jīng)我國(guó)的東北地區(qū)傳算過來的，該坐標(biāo)系的 高程異常是以前蘇聯(lián)1955年大地水準(zhǔn)面重新平差的結(jié)果為起算值，按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算出來的，而高程又是以1956年青島驗(yàn)潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)。
(3)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換(見圖15):在WGS-84下的GPS解算結(jié)果具有極高的精度，但由于生產(chǎn)的需要，必須進(jìn)行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，為避免轉(zhuǎn)換過程中造成精度損失，同時(shí)又能滿足監(jiān)測(cè)與生產(chǎn)兩方面的要求，監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)進(jìn)行兩種坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，一是將監(jiān)測(cè)點(diǎn)的GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成礦區(qū)生產(chǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)，可通過與原有礦區(qū)生產(chǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)中的穩(wěn)定點(diǎn)聯(lián)測(cè)求解相應(yīng)轉(zhuǎn)換參數(shù)，高程則采用擬合方法求定點(diǎn)的正常高，以滿足生產(chǎn)需要；二是在礦區(qū)選取適當(dāng)子午線作中央子午線建立監(jiān)測(cè)網(wǎng)用的平面坐標(biāo)系，將GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成該平面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)，并采用大地高，這樣可避免因坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換造成精度損失。
(4)智能終端安裝在鉆機(jī)駛室內(nèi)，使用液晶觸摸顯示屏幕方式操作，采用雙頻率GPS定位模塊采集位置坐標(biāo)，應(yīng)用無線通訊網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)通訊。具有抗震、防塵、抗干擾、斷電保持工作能力，是牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)的執(zhí)行者。爆破設(shè)計(jì)結(jié)果的存儲(chǔ)、穿孔位置的導(dǎo)航、穿孔完成坐標(biāo)的測(cè)量、穿孔深度的采集都來自智能終端主機(jī)，因此，智能終端也是系統(tǒng)的核心部分。
權(quán)利要求
1.一種高精度GPS牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)，其特征在于，包括智能終端、雙頻GPS模塊、GPS差分站、調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及終端計(jì)算機(jī)、GPS差分站、智能終端主機(jī)軟件和調(diào)度控制中心軟件； 調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括有線局域網(wǎng)絡(luò)、無線通訊網(wǎng)絡(luò)； 終端計(jì)算機(jī)包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、調(diào)度管理計(jì)算機(jī)、電子地圖計(jì)算機(jī)、爆破管理計(jì)算機(jī)、用戶計(jì)算機(jī)、通訊管理計(jì)算機(jī)、地址模型計(jì)算機(jī)； 調(diào)度控制中心軟件安裝在調(diào)度控制中心的相應(yīng)終端計(jì)算機(jī)上；GPS差分站建設(shè)在調(diào)度控制中心的相對(duì)開闊地帶，差分?jǐn)?shù)據(jù)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)以廣播方式發(fā)送給智能終端；智能終端安裝在牙輪鉆機(jī)上，利用所安裝的智能終端主機(jī)軟件，首先通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度控制中心的相應(yīng)計(jì)算機(jī)建立連接后，再通過安裝在相應(yīng)計(jì)算機(jī)上的調(diào)度控制中心軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；GPS衛(wèi)星定位模塊安裝在智能終端主機(jī)內(nèi)部，通過此模塊對(duì)鉆孔坐標(biāo)進(jìn)行精確定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)牙輪鉆機(jī)穿孔位置的定位；無線通訊網(wǎng)絡(luò)是智能終端主機(jī)與調(diào)度控制中心的各相應(yīng)終端計(jì)算機(jī)之間交換數(shù)據(jù)的載體；調(diào)度控制中心的有線局域網(wǎng)絡(luò)將各相應(yīng)終端計(jì)算機(jī)連接在一起，是調(diào)度控制中心軟件運(yùn)行的硬件環(huán)境。
各部分之間連接關(guān)系 調(diào)度管理計(jì)算機(jī)、電子地圖計(jì)算機(jī)、爆破管理計(jì)算機(jī)、用戶計(jì)算機(jī)、通訊管理與安置在調(diào)度控制中心的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)物理相連，通過調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供各種相應(yīng)服務(wù)；GPS差分站與通訊管理計(jì)算機(jī)通過RS232接口相連；智能終端主機(jī)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與通訊管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能終端安裝在牙輪鉆機(jī)上，由嵌入式工控機(jī)、雙頻GPS模塊、無線通訊模塊、標(biāo)準(zhǔn)RS232串口、RS485接口、電源模塊、穿孔深度采集模塊、智能終端主機(jī)、智能終端顯示器、穿孔深度測(cè)量模塊組成；各部分之間采用電纜連接，外殼采用全封閉金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，完成穿孔位置導(dǎo)航、定位、穿孔深度測(cè)量、穿孔完成孔位坐標(biāo)測(cè)量、與地面調(diào)度控制中心通訊功能； 所述的各部分之間電纜連接關(guān)系 嵌入式工控機(jī)包含4個(gè)RS232接口、I個(gè)以太網(wǎng)接口、I個(gè)VGA接口、I個(gè)擴(kuò)展RS485接口、2個(gè)USB接口 ；智能終端顯示器通過VGA接口與智能終端主機(jī)連接；雙頻GPS模塊通過RS232接口與嵌入式工控機(jī)連接；穿孔深度測(cè)量模塊與擴(kuò)展RS485接口相連；以太網(wǎng)接口與無線通訊模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙頻GPS定位模塊安裝在智能終端主機(jī)內(nèi)，用RS232方式與嵌入式工控機(jī)通訊；采用兩塊雙頻GPS定位模塊，應(yīng)用載波相位差分方式使定位精度達(dá)到水平lcm+lppm,高程±2cm+lppm,實(shí)現(xiàn)高精度快速定位。
每塊雙頻GPS定位模塊具有兩個(gè)RS232接口，接口 I接收GPS定位數(shù)據(jù)，接口 2接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；第一塊雙頻GPS定位模塊的接口 I與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 I連接，向系統(tǒng)提供GPS定位數(shù)據(jù)，接口 2與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 3連接，接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；第二塊雙頻GPS定位模塊的接口 I與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 2連接，向系統(tǒng)提供GPS定位數(shù)據(jù)，接口 2與嵌入式工控機(jī)的RS232接口 3連接，接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線通訊模塊的PPM-WIRELESS無線通訊模塊嵌入PC04結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展板上，與嵌入式工控機(jī)采用PC104接口連接，封裝在智能終端主機(jī)內(nèi)；實(shí)現(xiàn)以下功能 接收控制中心指令； 接收爆破設(shè)計(jì)的穿孔坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 接收控制中心的GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)； 上傳給調(diào)度控制中心鉆機(jī)作業(yè)位置坐標(biāo)； 上傳給調(diào)度控制中心牙輪鉆機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)； 上傳給調(diào)度控制中心穿孔位置坐標(biāo)及穿孔深度數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的標(biāo)準(zhǔn)RS232接口I和接口 2用分別于采集2塊GPS定位模塊數(shù)據(jù)；串口 3用于接收GPS差分?jǐn)?shù)據(jù)；串口 4用于采集穿孔深度數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的穿孔深度采集模塊用于實(shí)時(shí)采集牙輪鉆機(jī)的鉆孔深度，采用OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器加智能儀表組合方式解決了穿孔過程的正反轉(zhuǎn)和深度采集的實(shí)時(shí)性； OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器與牙輪鉆機(jī)的主軸采用柔性鏈接，隨著主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；0MR0N編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生500個(gè)脈沖，脈沖輸出信號(hào)接入到LGD100儀表，儀表根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)方向記錄編碼器產(chǎn)生的脈沖數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源模塊為智能終端主機(jī)硬件提供穩(wěn)定電源，輸入電壓DC9—36V，輸出電壓DC12V。具有濾波、防雷、抗干擾能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能終端顯示器由液晶屏、觸摸屏組成；液晶屏用來顯示指令和與生產(chǎn)相關(guān)的信息界面，液晶屏幕采用彩色8. 4英寸，屏幕分辨率800X600，可視角大于160度，工作環(huán)境溫度-35° C — 70° C，采用鑲嵌式安裝結(jié)構(gòu)；觸摸屏用來操作相應(yīng)按鈕，下端加托架，液晶屏與觸摸屏之間加5毫米平板玻璃，增加強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPS差分站功能如下 提供RTK差分信號(hào)利用基站的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組網(wǎng)，通過MESH網(wǎng)，向礦區(qū)用戶實(shí)時(shí)發(fā)布RTK差分?jǐn)?shù)據(jù)，精度I一 2厘米； 提供DGPS偽距差分信號(hào)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)等通信手段發(fā)布GPS偽距差分信號(hào)，差分精度為亞米級(jí)，為GIS用戶和車輛導(dǎo)航用戶提供數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航定位服務(wù)； 原始數(shù)據(jù)處理采集保存原始數(shù)據(jù)，按照I秒的采樣率向用戶提供全面實(shí)時(shí)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，并能根據(jù)用戶的權(quán)限，滿足用戶的需求，使其能方便的檢索、查詢和提取原始數(shù)據(jù)或者經(jīng)過一定處理之后的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能終端主機(jī)軟件安裝在智能終端主機(jī)內(nèi)，負(fù)責(zé)接收、解析調(diào)度控制中心的各種指令、爆破作業(yè)作業(yè)計(jì)劃數(shù)據(jù)，并為調(diào)度控制中心采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、穿孔位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)、穿孔深度數(shù)據(jù)。
專利摘要
一種高精度GPS牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)，屬于露天采礦數(shù)字化穿爆技術(shù)領(lǐng)域：
。包括智能終端、雙頻GPS模塊、GPS差分站、調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及終端計(jì)算機(jī)、GPS差分站、智能終端主機(jī)軟件和調(diào)度控制中心軟件。優(yōu)點(diǎn)在于，消除了傳統(tǒng)穿爆生產(chǎn)工藝中潛在的、不可控的、影響穿爆質(zhì)量的各種因素，利用現(xiàn)有高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)管理過程精細(xì)化、控制過程數(shù)字化。
文檔編號(hào)F42D1/00GKCN102927865SQ201210452066
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日
發(fā)明者張立成, 鄭剛, 張艷兵 申請(qǐng)人:北京速力科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan