鏟運機(jī)遙控駕駛系統(tǒng)解決方案

實施背景

按照智能礦山建設(shè)規(guī)劃：智能采礦以單體設(shè)備無人操控、自主運行為目標(biāo)。在井下通訊平臺搭建的基礎(chǔ)上，抓住當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈、5G等為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)快速發(fā)展的有利時機(jī)，以采區(qū)單體設(shè)備為突破點，研究、實施關(guān)鍵設(shè)備遠(yuǎn)程遙控、自動駕駛，為地采智能礦山建設(shè)提供標(biāo)桿，提升國內(nèi)地采礦山行業(yè)影響力。

采場作業(yè)設(shè)備中，負(fù)責(zé)回采甩礦的電動鏟運機(jī)處于核心地位，是礦山采礦能力的標(biāo)尺，其自動化水平，具有很強的可復(fù)制性和推廣性；同時因其工作環(huán)境差、生產(chǎn)任務(wù)重等因素，急需將崗位人員解放出來，踐行地采礦山“無人則安、少人則安”的本質(zhì)安全理念，提出對鏟運機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控改造的研究。

建設(shè)目標(biāo)

該項目建設(shè)目標(biāo)是對甩礦作業(yè)的電動鏟運機(jī)實施遠(yuǎn)程控制改造，解決日益增加生產(chǎn)任務(wù)與現(xiàn)場環(huán)境的矛盾。

系統(tǒng)組成及架構(gòu)

鏟運機(jī)視頻模塊

視頻系統(tǒng)是遙控駕駛中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，操作人員了解現(xiàn)場情況的唯一途徑，該系統(tǒng)使用高清車載攝像機(jī)等設(shè)備實現(xiàn)該功能。

鏟運機(jī)鏟礦畫面

鏟運機(jī)雷達(dá)防碰撞模塊

激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)與域控制器配合完成防碰撞功能。在鏟運機(jī)的邊沿位置安裝激光雷達(dá)，實現(xiàn)該功能。

鏟運機(jī)遙控駕駛定位模塊

通過定位模塊確定鏟運機(jī)實時位置，便于遠(yuǎn)程直觀操作。

鏟運機(jī)遙控駕駛車載控制箱

車載控制箱負(fù)責(zé)采集鏟運機(jī)本體的運行狀態(tài)信息、控制各操作指令的輸出 以及與遠(yuǎn)程操作臺之間的數(shù)據(jù)交換。車載控制單元控制鏟運機(jī)的鏟斗、大臂、左右轉(zhuǎn)向、運行方向等動作，同時對鏟運機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，采集系統(tǒng)信息，做出智能判斷輔助駕駛員操作；

手持遙控模塊

手持遙控模塊包括手持遙控終端和遙控接收終端，可實現(xiàn)視距遙控。

通信傳輸模塊

通訊傳輸承擔(dān)了遙控操作平臺與設(shè)備之間的所有通信任務(wù)，包括操作平臺對設(shè)備的控制通信、設(shè)備狀態(tài)信息上傳到操作平臺狀態(tài)監(jiān)視器的通信、視頻系統(tǒng)上傳到操作平臺視頻監(jiān)視器的通信。

遠(yuǎn)程遙控操作平臺

遙控操作臺作為整個系統(tǒng)的展示平臺，遙控操作臺主要完成對所有手柄和開關(guān)數(shù)據(jù)的采集、鏟運機(jī)視頻、鏟運機(jī)運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的顯示、進(jìn)行道路信息的導(dǎo)航顯示等功能。座椅采用六位可調(diào)座椅，提高操作人員的舒適性。

應(yīng)用效果效益

鏟運機(jī)遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)實際使用圖

系統(tǒng)穩(wěn)定、反應(yīng)速度快、精準(zhǔn)度高，能夠滿足現(xiàn)場的各種生產(chǎn)條件。駕駛員經(jīng)過培訓(xùn)后，遠(yuǎn)程操作效率達(dá)到81%，后續(xù)熟練后效率會進(jìn)一步提高。

將鏟運機(jī)由井下現(xiàn)場操控改為遠(yuǎn)程遙控，減少井下現(xiàn)場作業(yè)人員4人，消除開車過程中顛簸，遠(yuǎn)離粉塵、有毒有害氣體等，減少職業(yè)病罹患風(fēng)險，降低操作人員面臨頂板冒落危險的幾率，提高本質(zhì)化安全水平。