CN112026620A - 一种具有感应功能的无人驾驶运矿车 - Google Patents

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CN112026620A CN202010822403.XA CN202010822403A CN112026620A CN 112026620 A CN112026620 A CN 112026620A CN 202010822403 A CN202010822403 A CN 202010822403A CN 112026620 A CN112026620 A CN 112026620A
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杨喆
李川
彭达
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Abstract

本发明公开了一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，具体为底盘、功能台、驾驶座、矿斗和限位套，所述底盘顶部的中间位置处安装有驾驶座，且驾驶座的内部设有蓄电池，所述底盘顶部的一侧固定有功能台，且底盘顶部的另一侧安装有矿斗，所述驾驶座两端靠近矿斗的一侧均设置有液压伸缩杆，且液压伸缩杆的输出端均与矿斗连接，所述矿斗的两端均通过缓冲弹簧固定有防护挡板，且矿斗两端的顶部皆均匀安装有超声波雷达，该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，通过设置有压力传感器和载矿斗，可在运载的同时对矿物进行称重，当载矿质量达到预设值后，装置便可发送信息至终端控制设备，提醒装矿完毕，避免过载的情况发生，使用的安全性更高。

Description

一种具有感应功能的无人驾驶运矿车
技术领域
本发明涉及运矿车技术领域，具体为一种具有感应功能的无人驾驶运矿车。
背景技术
矿产资源是指存于地壳内部或地表埋藏于地下或出露于地表，呈固态、液态或气态的，并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体，到目前为止，我国已发现矿产 171种，其中有探明储量的矿产资源有 153 种，在世界已探明的矿产资源中占有重要位置，其中煤的储量居世界第二位 ( 产量居第一位) ，硫铁矿和磷矿储量居世界第三位。
一般对矿产资源进行开采运输时，由于运输路径的长度不可控制，导致矿产的集中收集相对较为麻烦，另外现有的运矿车通常需要人工驾驶，工作强度太大，人工成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，包括底盘、功能台、驾驶座、矿斗和限位套，所述底盘顶部的中间位置处安装有驾驶座，且驾驶座的内部设有蓄电池，所述底盘顶部的一侧固定有功能台，且底盘顶部的另一侧安装有矿斗，所述驾驶座两端靠近矿斗的一侧均设置有液压伸缩杆，且液压伸缩杆的输出端均与矿斗连接，所述矿斗的两端均通过缓冲弹簧固定有防护挡板，且矿斗两端的顶部皆均匀安装有超声波雷达，所述底盘底部靠近矿斗一侧的两端均通过轴承安装有驱动轮，且底盘底部靠近功能台一侧的两端均通过轴承固定有前轮，所述底盘底部的中间位置处安装有柴油机，且柴油机的输出端通过皮带轮机构与驱动轮连接，所述功能台内部的顶端安装有无线信号输送模块，且功能台远离驾驶座一侧的顶部安装有激光雷达，所述功能台内部的中间位置处安装有GPS定位仪，且GPS定位仪下方的功能台内部设置有单片机，所述功能台与驾驶座之间的底盘上安装有导向轴固定座，且导向轴固定座的内部安装有导向轴，所述导向轴的顶端固定有方向盘，且导向轴外侧壁的中间位置处均匀开设有限位槽，所述功能台靠近导向轴固定座的一侧安装有减速电机，且减速电机的输出端固定有角度传感器，所述减速电机的输出端通过转轴安装有齿轮，且导向轴外侧靠近齿轮的位置处安装有传动齿盘，所述导向轴固定座内部的顶端设置有旋转槽，且旋转槽的内部安装有旋转座，所述旋转座的顶端通过连接套与传动齿盘连接，且传动齿盘上方的导向轴上设有限位套，所述矿斗内侧壁的中间位置处安装有限定仓，且矿斗内部底端的中间位置处安装有压力传感器，所述矿斗内部底端的边缘位置处均匀设置有减震弹簧，且减震弹簧的顶端安装有载矿斗。
可选的，所述GPS定位仪、激光雷达、超声波雷达和压力传感器的输出端均通过导线与单片机的输入端电性连接，且单片机的输出端通过导线与柴油机、液压伸缩杆和减速电机的输入端电性连接。
可选的，所述无线信号收发模块包括无线信号发射模块和无线信号接收模块，无线信号收发模块中的无线信号发射模块与终端设备中的无线信号接收模块形成一组通讯单元，无线信号收发模块中的无线信号接收模块与终端设备中的无线信号发射模块形成另一组通讯单元。
可选的，所述矿斗底部远离驾驶座一侧的两端均通过铰接座与底盘的顶部相铰接，且矿斗通过螺栓与限定仓构成可拆卸式结构设计，所述矿斗的内侧壁与限定仓的外侧壁相贴合。
可选的，所述液压伸缩杆与驾驶座和矿斗之间均为铰接，且矿斗的旋转角度为0°~90°。
可选的，所述载矿斗的顶部与限定仓插接，且载矿斗的侧壁形状与限定仓内部形状相吻合。
可选的，所述限位套的外侧壁的底端均匀设置有限位凸棱，且传动齿盘的内侧靠近限位凸棱的位置处均开设有凸棱槽，所述限位凸棱与凸棱槽相卡合。
可选的，所述限位套的内侧壁均匀设置有限位条，且限位套的内侧壁与导向轴的外侧壁相贴合，所述限位条与限位槽形状相吻合，且限位套通过限位条与导向轴构成滑动连接。
可选的，所述传动齿盘与齿轮相啮合，且传动齿盘与旋转座和连接套之间为模具一体式成型设计，所述旋转座和连接套的内径大于导向轴的外径，且导向轴贯穿传动齿盘、旋转座和连接套。
本发明提供了一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，具备以下有益效果：
1．该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，通过设置有激光雷达和超声波雷达，能够检测出车辆周围障碍物，使车辆在前进、转向和倒车过程中绕开障碍物，保证了无人驾驶时，车辆能顺利绕障和倒车。
2．该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，通过设置有方向盘、驾驶座和减速电机，使得车辆既能够进行人工驾驶，又可以实现无人驾驶，人工驾驶时驾驶员可通过操纵方向盘，实现矿车转向，而无人驾驶模式下，单片机依据GPS定位信息，激光雷达和超声波雷达进行的障碍物检测信息进行判断，控制减速电机旋转，继而通过齿轮带动导向轴转动，实现矿车转向，双重驾驶模式，使用更便捷。
3.该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，通过GPS定位仪和无线信号收发模块，使得装置在运输矿产时，能够明确的知道自身的位置与矿产堆积点的位置，从而选择最合适的运矿路径，有利于控制矿产运输的路途长度，提高运输效率，避免矿产堆积的发生。
4．该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，通过设置有压力传感器和载矿斗，可在运载的同时对矿物进行称重，当载矿质量达到预设值后，装置便可发送信息至终端控制设备，提醒装矿完毕，避免过载的情况发生，使用的安全性更高。
5．该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，通过设置有液压伸缩杆，当需要卸料时，液压伸缩杆工作，带动矿斗进行90°翻转，将矿物倒出，无需人工卸料，使用更便捷，且工作效率更高。
附图说明
图1为本发明正视剖面结构示意图；
图2为本发明正视结构示意图；
图3为本发明矿斗剖面结构示意图；
图4为本发明图1中A处放大结构示意图；
图5为本发明限位套结构示意图；
图6为本发明传动齿盘结构示意图。
图中：1、底盘；2、驱动轮；3、柴油机；4、前轮；5、功能台；6、单片机；7、GPS定位仪；8、激光雷达；9、无线信号收发模块；10、驾驶座；1001、蓄电池；11、矿斗；12、方向盘；13、导向轴；1301、限位槽；14、导向轴固定座；1401、旋转槽；15、超声波雷达；16、防护挡板；1601、缓冲弹簧；17、液压伸缩杆；18、铰接座；19、限定仓；20、载矿斗；21、减震弹簧；22、压力传感器；23、减速电机；24、角度传感器；25、齿轮；26、限位套；2601、限位条；2602、限位凸棱；27、传动齿盘；2701、凸棱槽；28、旋转座；2801、连接套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，包括底盘1、功能台5、驾驶座10、矿斗11和限位套26，底盘1顶部的中间位置处安装有驾驶座10，且驾驶座10的内部设有蓄电池1001，底盘1顶部的一侧固定有功能台5，且底盘1顶部的另一侧安装有矿斗11，驾驶座10两端靠近矿斗11的一侧均设置有液压伸缩杆17，且液压伸缩杆17的输出端均与矿斗11连接，液压伸缩杆17与驾驶座10和矿斗11之间均为铰接，且矿斗11的旋转角度为0°~90°，铰接设计使得液压伸缩杆17的倾斜角度可随矿斗11位置而改变，设计更合理，而0°~90°设计使得矿斗11可进行翻转，当矿斗倾斜90°时矿物可完全落下，卸料更彻底，无需人工卸料，使用更便捷，且工作效率更高。
矿斗11的两端均通过缓冲弹簧1601固定有防护挡板16，且矿斗11两端的顶部皆均匀安装有超声波雷达15，底盘1底部靠近矿斗11一侧的两端均通过轴承安装有驱动轮2，且底盘1底部靠近功能台5一侧的两端均通过轴承固定有前轮4，底盘1底部的中间位置处安装有柴油机3，且柴油机3的输出端通过皮带轮机构与驱动轮2连接，功能台5内部的顶端安装有无线信号输送模块9，且功能台5远离驾驶座10一侧的顶部安装有激光雷达8，无线信号收发模块9包括无线信号发射模块和无线信号接收模块，无线信号收发模块9中的无线信号发射模块与终端设备中的无线信号接收模块形成一组通讯单元，无线信号收发模块9中的无线信号接收模块与终端设备中的无线信号发射模块形成另一组通讯单元，无线信号收发模块9设计使得装置可与终端设备之间进行信息交换，同时也便于工人利用终端设备对装置进行远程控制，例如控制车辆优先对某个位置的矿物进行运输，或控制车辆返回基站，使用的安全性更高。
功能台5内部的中间位置处安装有GPS定位仪7，且GPS定位仪7下方的功能台5内部设置有单片机6，GPS定位仪7、激光雷达8、超声波雷达15和压力传感器22的输出端均通过导线与单片机6的输入端电性连接，且单片机6的输出端通过导线与柴油机3、液压伸缩杆17和减速电机23的输入端电性连接，驾驶时单片机6依据GPS定位仪7的定位信息，选择合适路径，并控制柴油机3工作，带动整个装置前进或后退，驾驶过程中激光雷达8和超声波雷达15对周围障碍物进行检查，并将信息传输至单片机6处，单片机6依据障碍物位置信息进行判断，控制减速电机23正转或反转，带动导向轴13旋转，控制矿车转向，实现无人驾驶，设计更合理。
功能台5与驾驶座10之间的底盘1上安装有导向轴固定座14，且导向轴固定座14的内部安装有导向轴13，导向轴13的顶端固定有方向盘12，且导向轴13外侧壁的中间位置处均匀开设有限位槽1301，功能台5靠近导向轴固定座14的一侧安装有减速电机23，且减速电机23的输出端固定有角度传感器24，减速电机23的输出端通过转轴安装有齿轮25，且导向轴13外侧靠近齿轮25的位置处安装有传动齿盘27，传动齿盘27与齿轮25相啮合，且传动齿盘27与旋转座28和连接套2801之间为模具一体式成型设计，旋转座28和连接套2801的内径大于导向轴13的外径，且导向轴13贯穿传动齿盘27、旋转座28和连接套2801，相啮合设计使得齿轮25转动时可带动传动齿盘27旋转，便于进行方向控制，而贯穿式设计使得传动齿盘27与旋转座28和连接套2801在人工驾驶模式下其旋转不会对导向轴13造成影响，设计更合理。
导向轴固定座14内部的顶端设置有旋转槽1401，且旋转槽1401的内部安装有旋转座28，旋转座28的顶端通过连接套2801与传动齿盘27连接，且传动齿盘27上方的导向轴13上设有限位套26，限位套26的外侧壁的底端均匀设置有限位凸棱2602，且传动齿盘27的内侧靠近限位凸棱2602的位置处均开设有凸棱槽2701，限位凸棱2602与凸棱槽2701相卡合，限位凸棱2602的设计使得传动齿盘27与限位套26卡合，从而使传动齿盘27转动的同时带动限位套26同步旋转从而带动导向轴13旋转，实现矿车转向，设计更合理。
限位套26的内侧壁均匀设置有限位条2601，且限位套26的内侧壁与导向轴13的外侧壁相贴合，限位条2601与限位槽1301形状相吻合，且限位套26通过限位条2601与导向轴13构成滑动连接，限位条2601与限位槽1301的嵌合设计使得限位套26转动可带动导向轴13做同步旋转，从而实现车辆的转向，而滑动连接设计使得限位套26的位置可上下调节，当限位套26上移时，便可与传动齿盘27分离，此时传动齿盘27旋转不会带动限位套26转动，因此不会对导向轴13造成影响，便于人工驾驶的顺利进行，设计更合理。
矿斗11内侧壁的中间位置处安装有限定仓19，且矿斗11内部底端的中间位置处安装有压力传感器22，矿斗11底部远离驾驶座10一侧的两端均通过铰接座18与底盘1的顶部相铰接，且矿斗11通过螺栓与限定仓19构成可拆卸式结构设计，矿斗11的内侧壁与限定仓19的外侧壁相贴合，可拆卸式结构设计便于将限定仓19拆下进行清理或维护，而相贴合设计可避免矿物卡入矿斗11与限定仓19的间隙内，设计更合理。
矿斗11内部底端的边缘位置处均匀设置有减震弹簧21，且减震弹簧21的顶端安装有载矿斗20，载矿斗20的顶部与限定仓19插接，且载矿斗20的侧壁形状与限定仓19内部形状相吻合插接设计使得载矿斗20的顶部始终位于限定仓19内，不会与限定仓19分离，从而使矿物始终处于载矿斗20上方不会落至载矿斗20与矿斗11的间隙内，便于对矿物进行称重，且更便于卸料，设计更合理。
综上，该一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，使用时，蓄电池1001为装置提供电力，首先选择驾驶模式，若选择人工驾驶，则需松开紧固旋钮，再将限位套26向上抽动，使限位套26底部限位凸棱2602与传动齿盘27的凸棱槽2701分离，便可进行驾驶，而无人驾驶模式则需将限位套26下移，使限位凸棱2602与传动齿盘27的凸棱槽2701卡合，驾驶时单片机6依据GPS定位仪7的定位信息，选择合适路径，并控制柴油机3工作，带动整个装置前进或后退，驾驶过程中激光雷达8和超声波雷达15对周围障碍物进行检查，并将信息传输至单片机6处，单片机6依据障碍物位置信息进行判断，控制减速电机23正转或反转，带动齿轮25同步转动，从而使传动齿盘27旋转，传动齿盘27与限位套26卡合，而限位套26内侧设有限位条2601，恰好与导向轴13的限位槽1301嵌合，因此传动齿盘27转动可带动限位套26旋转从而带动导向轴13旋转，实现矿车转向，装载矿物时，载矿斗20在矿物重力作用下下压，接触到压力传感器22，当压力传感器22检测到载矿质量达到预设值后，装置便可通过无线信号收发模块9发送信息至终端控制设备，提醒装矿完毕，当需要卸料时，液压伸缩杆17工作，带动矿斗11进行翻转，矿斗倾斜90°，进行卸料，无需人工卸料，使用更便捷，且工作效率更高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，包括底盘（1）、功能台（5）、驾驶座（10）、矿斗（11）和限位套（26），其特征在于：所述底盘（1）顶部的中间位置处安装有驾驶座（10），且驾驶座（10）的内部设有蓄电池（1001），所述底盘（1）顶部的一侧固定有功能台（5），且底盘（1）顶部的另一侧安装有矿斗（11），所述驾驶座（10）两端靠近矿斗（11）的一侧均设置有液压伸缩杆（17），且液压伸缩杆（17）的输出端均与矿斗（11）连接，所述矿斗（11）的两端均通过缓冲弹簧（1601）固定有防护挡板（16），且矿斗（11）两端的顶部皆均匀安装有超声波雷达（15），所述底盘（1）底部靠近矿斗（11）一侧的两端均通过轴承安装有驱动轮（2），且底盘（1）底部靠近功能台（5）一侧的两端均通过轴承固定有前轮（4），所述底盘（1）底部的中间位置处安装有柴油机（3），且柴油机（3）的输出端通过皮带轮机构与驱动轮（2）连接，所述功能台（5）内部的顶端安装有无线信号输送模块（9），且功能台（5）远离驾驶座（10）一侧的顶部安装有激光雷达（8），所述功能台（5）内部的中间位置处安装有GPS定位仪（7），且GPS定位仪（7）下方的功能台（5）内部设置有单片机（6），所述功能台（5）与驾驶座（10）之间的底盘（1）上安装有导向轴固定座（14），且导向轴固定座（14）的内部安装有导向轴（13），所述导向轴（13）的顶端固定有方向盘（12），且导向轴（13）外侧壁的中间位置处均匀开设有限位槽（1301），所述功能台（5）靠近导向轴固定座（14）的一侧安装有减速电机（23），且减速电机（23）的输出端固定有角度传感器（24），所述减速电机（23）的输出端通过转轴安装有齿轮（25），且导向轴（13）外侧靠近齿轮（25）的位置处安装有传动齿盘（27），所述导向轴固定座（14）内部的顶端设置有旋转槽（1401），且旋转槽（1401）的内部安装有旋转座（28），所述旋转座（28）的顶端通过连接套（2801）与传动齿盘（27）连接，且传动齿盘（27）上方的导向轴（13）上设有限位套（26），所述矿斗（11）内侧壁的中间位置处安装有限定仓（19），且矿斗（11）内部底端的中间位置处安装有压力传感器（22），所述矿斗（11）内部底端的边缘位置处均匀设置有减震弹簧（21），且减震弹簧（21）的顶端安装有载矿斗（20）。
2.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述GPS定位仪（7）、激光雷达（8）、超声波雷达（15）和压力传感器（22）的输出端均通过导线与单片机（6）的输入端电性连接，且单片机（6）的输出端通过导线与柴油机（3）、液压伸缩杆（17）和减速电机（23）的输入端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述无线信号收发模块（9）包括无线信号发射模块和无线信号接收模块，无线信号收发模块（9）中的无线信号发射模块与终端设备中的无线信号接收模块形成一组通讯单元，无线信号收发模块（9）中的无线信号接收模块与终端设备中的无线信号发射模块形成另一组通讯单元。
4.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述矿斗（11）底部远离驾驶座（10）一侧的两端均通过铰接座（18）与底盘（1）的顶部相铰接，且矿斗（11）通过螺栓与限定仓（19）构成可拆卸式结构设计，所述矿斗（11）的内侧壁与限定仓（19）的外侧壁相贴合。
5.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述液压伸缩杆（17）与驾驶座（10）和矿斗（11）之间均为铰接，且矿斗（11）的旋转角度为0°~90°。
6.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述载矿斗（20）的顶部与限定仓（19）插接，且载矿斗（20）的侧壁形状与限定仓（19）内部形状相吻合。
7.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述限位套（26）的外侧壁的底端均匀设置有限位凸棱（2602），且传动齿盘（27）的内侧靠近限位凸棱（2602）的位置处均开设有凸棱槽（2701），所述限位凸棱（2602）与凸棱槽（2701）相卡合。
8.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述限位套（26）的内侧壁均匀设置有限位条（2601），且限位套（26）的内侧壁与导向轴（13）的外侧壁相贴合，所述限位条（2601）与限位槽（1301）形状相吻合，且限位套（26）通过限位条（2601）与导向轴（13）构成滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种具有感应功能的无人驾驶运矿车，其特征在于：所述传动齿盘（27）与齿轮（25）相啮合，且传动齿盘（27）与旋转座（28）和连接套（2801）之间为模具一体式成型设计，所述旋转座（28）和连接套（2801）的内径大于导向轴（13）的外径，且导向轴（13）贯穿传动齿盘（27）、旋转座（28）和连接套（2801）。
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