具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

图1-5示意性示出了本发明的基于超声波技术的梭式矿车定位监测系统的整体系统示意图、轨道信息数据库系统示意图、轨道信息数据库系统示意图、辅助支撑模块系统示意图以及预处理模块使用方法示意图。

具体实施例1

在第一实施例中，本发明公开了一种基于超声波技术的梭式矿车定位监测系统，该系统包括设置在梭式矿车上的数据采集点和设置在曲线巷道处的弯道定位监测点；所述数据采集点包括矿车数据采集点、中央处理模块和车厢数据采集点，所述矿车数据采集点设置在梭式矿车的车头内，所述车厢数据采集点设置在梭式矿车的车厢内部，所述中央处理模块用于对采集到的数据进行处理；其中，所述矿车数据采集点包括：近端超声波发射模块：用于将超声波朝斜下方对准轨道处发射，金属轨道反射回的超声波信号强，有利于准确定位，同时能够及时发现轨道上出现石子等障碍物。

远端超声波发射模块：用于将超声波朝水平方向发射，能够探测巷道内是否有工作人员，避免发射碰撞事故。

滤波模块：用于将接收到的超声波信号中的杂波进行有效过滤，同时减少两组超声波之间的干扰。

超声波接收模块：用于接收被阻挡介质反射回的超声波信号。

车速测量模块：用于实时测量梭式矿车在轨道上行驶的速度。

校正信息接收模块：用于接收弯道定位监测点发来的校正信息。

所述中央处理模块包括：数据处理单元：用于对采集到的数据进行处理和整合；数据存储单元：用于存储采集到的数据和整合后的数据；数据显示单元：用于显示梭式矿车的位置数据和车厢内的监测数据。

近端超声波发射模块发出的超声波频率与远端超声波发射模块发出的超声波频率不同，且发射出的两组超声波相互间存在角度，以减小两组超声波间的影响，以减小两组超声波间的影响，所述近端超声波发射模块发射的超声波不易在弯道处进行精确定位，所述远端超声波发射模块通过与弯道定位监测点上设置的模块相互配合能够在弯道处进行精确定位。

弯道定位监测点包括：辅助折射模块：用于提高超声波在弯道时的折射程度，与远端超声波发射模块配合能够提高定位的准确度；校正模块：用于测出会对超声波测量造成影响的因素，对矿车定位进行校正；轨道信息数据库：用于存储该处弯道的信息数据；信息发射端：用于发出弯道定位检测点采集到的数据信息。

如图3所示，校正模块包括：风力测量单元：用于实时测量弯道处的风速数据；温度测量单元：用于实时测量弯道处的温度数据；人员检测单元：用于检测梭式矿车驶向的轨道是否有工作人员靠近。

通过采用上述技术方案：本发明使用近端超声波发射模块和远端超声波发射模块发出两组超声波，根据外界情况不同进行精确定位，且滤波模块避免了相互间的干扰，在梭式矿车行驶在直线巷道时，主要通过近端超声波发射模块发出的超声波，被轨道阻挡反射回的超声波信号强，通过定位轨道来确定梭式矿车的位置，在梭式矿车行驶在曲线巷道时，近端超声波发射模块发出的超声波由于方向性强难以对曲线巷道准确定位，此时远端超声波发射模块发出的超声波射向辅助折射模块后，反射回的超声波信号强度提高有助于准确定位，且校正模块测出了此时巷道内的风速和温度数据，通过对数据进行处理整合，去除环境因素造成的误差，提高了梭式矿车的定位精度。

具体实施例2

在第二实施例中，本发明公开了一种基于超声波技术的梭式矿车定位监测系统，该系统包括设置在梭式矿车上的数据采集点和设置在曲线巷道处的弯道定位监测点；所述数据采集点包括矿车数据采集点、中央处理模块和车厢数据采集点，所述矿车数据采集点设置在梭式矿车的车头内，所述车厢数据采集点设置在梭式矿车的车厢内部，所述中央处理模块用于对采集到的数据进行处理；其中，所述矿车数据采集点包括：近端超声波发射模块：用于将超声波朝斜下方对准轨道处发射，金属轨道反射回的超声波信号强，有利于准确定位，同时能够及时发现轨道上出现石子等障碍物。

远端超声波发射模块：用于将超声波朝水平方向发射，能够探测巷道内是否有工作人员，避免发射碰撞事故；滤波模块：用于将接收到的超声波信号中的杂波进行有效过滤，同时减少两组超声波之间的干扰；超声波接收模块：用于接收被阻挡介质反射回的超声波信号；车速测量模块：用于实时测量梭式矿车在轨道上行驶的速度；校正信息接收模块：用于接收弯道定位监测点发来的校正信息。

所述中央处理模块包括：数据处理单元：用于对采集到的数据进行处理和整合；数据存储单元：用于存储采集到的数据和整合后的数据；数据显示单元：用于显示梭式矿车的位置数据和车厢内的监测数据。

近端超声波发射模块发出的超声波频率与远端超声波发射模块发出的超声波频率不同，且发射出的两组超声波相互间存在角度，以减小两组超声波间的影响，更具体的，近端超声波发射模块发出的超声波频率与远端超声波发射模块发出的超声波频率差别较大，效果较好，所述近端超声波发射模块发射的超声波不易在弯道处进行精确定位，所述远端超声波发射模块通过与弯道定位监测点上设置的模块相互配合能够在弯道处进行精确定位。

车厢数据采集点包括：矿渣测量模块：用于测量装渣时矿渣在车厢内的堆放高度；转速控制模块：用于实时调节刮板输送机运转速度；数据接收模块：用于接收中央处理模块整合后的数据；预处理模块：用于梭式矿车在过弯道时对下一时刻的倾斜角度进行预测，提前对刮板输送机进行支撑；辅助支撑模块：用于对刮板输送机进行支撑，避免刮板在装渣和运输的过程中出现严重弯曲变形。

所述矿渣测量模块在测量矿渣在车厢内堆放高度的同时能够同步算出装渣速度的变化，所述转速控制模块根据装渣速度同步调整刮板输送机转速，确保矿渣堆放均匀，使刮板输送机各部位受力相同。

如图4所示，辅助支撑模块包括：水平支撑单元：用于在装渣时对刮板输送机的装渣端进行支撑；垂直支撑单元：用于在梭式矿车过弯道时对刮板输送机的两侧进行支撑；所述水平支撑单元设置在刮板输送机装渣端的下方用于矿渣撞击刮板输送机时减少刮板输送机的形变程度，所述垂直支撑单元设置在刮板输送机下方的两侧，用于支撑刮板输送机，防止刮板输送机向一侧倾斜。

弯道定位监测点包括：辅助折射模块：用于提高超声波在弯道时的折射程度，与远端超声波发射模块配合能够提高定位的准确度；校正模块：用于测出会对超声波测量造成影响的因素，对矿车定位进行校正；轨道信息数据库：用于存储该处弯道的信息数据；信息发射端：用于发出弯道定位检测点采集到的数据信息。

如图2所示，轨道信息数据库包括：道岔角数据库：用于对轨道的道岔信息进行储存；曲线半径数据库：用于对轨道的弯曲程度信息进行储存；曲线弧长数据库：用于对弯曲轨道的长度信息进行储存；缓和曲线数据库：用于对曲率渐变的缓和曲线信息进行储存。

如图3所示，校正模块包括：风力测量单元：用于实时测量弯道处的风速数据；温度测量单元：用于实时测量弯道处的温度数据；人员检测单元：用于检测梭式矿车驶向的轨道是否有工作人员靠近。

在采煤工作面，误差主要由空气的温度产生，我国矿井有深有浅，地温和空气湿度相差很大，工作面的设备功率不一定相同，因此设备的发热量不一定相同，这些因素导致超声波在采煤工作面的传播速度各不相同；且超声波在空气中传播时，顺风与逆风方向传播存在一个速度差，因此，通过测量弯道处的温度和风力数据，对超声波定位进行校正，有助于提高预处理模块预测矿车实时倾斜角度的精度，辅助支撑模块能够更准确对刮板输送机进行支撑固定。

如图5所示，预处理模块使用方法如下：1）矿车在过弯前接收到曲线轨道的数据信息；2）分别使用近端和远端超声波发射模块发出频率不同的超声波能够确定矿车在弯道的位置，并使用校正信息接收模块接收到的矫正信息进行实时调整，使矿车定位的更准确；3）实时测量矿车行驶过程中的车速，将过弯时的矿车行驶速度信息发出；4）预处理模块通过收到的曲线轨道数据、矿车位置数据和矿车行驶速度数据，能够对下一时刻矿车的倾斜角度进行预测，通过提前调整辅助支撑模块，能够减小刮板输送机变形损伤。

通过采用上述技术方案：本发明通过梭式矿车在过弯道前接收到曲线轨道的数据信息，使用近端和远端超声波发射模块发出频率不同的超声波能够确定矿车在弯道的位置，并使用接收到的校正信息进行实时调整，使矿车定位的更准确，实时测量矿车行驶过程中的车速，将过弯时的矿车行驶速度信息发出，采集到的曲线轨道数据、矿车位置数据和矿车行驶速度数据通过数据处理单元进行整合后传输到预处理模块，能够对下一时刻梭式矿车在弯道上的倾斜角度进行预测，根据预测出的倾斜角度实时调整辅助支撑模块中的垂直支撑单元，及时给予刮板输送机倾斜时位于下方的一侧支撑力，减小刮板输送机由于变形造成的损伤，若轨道上突然出现工作人员，人员监测单元能够提前发现，梭式矿车进行紧急刹车时，通过预处理模块提前做出反应，对刮板运输机进行支撑固定，减少由于惯性对刮板运输机造成的挤压。

具体实施例3

在第三实施例中，本发明公开了一种基于超声波技术的梭式矿车定位监测系统，该系统包括设置在梭式矿车上的数据采集点和设置在曲线巷道处的弯道定位监测点；所述数据采集点包括矿车数据采集点、中央处理模块和车厢数据采集点，所述矿车数据采集点设置在梭式矿车的车头内，所述车厢数据采集点设置在梭式矿车的车厢内部，所述中央处理模块用于对采集到的数据进行处理；其中，所述矿车数据采集点包括：近端超声波发射模块：用于将超声波朝斜下方对准轨道处发射，金属轨道反射回的超声波信号强，有利于准确定位，同时能够及时发现轨道上出现石子等障碍物；远端超声波发射模块：用于将超声波朝水平方向发射，能够探测巷道内是否有工作人员，避免发射碰撞事故；滤波模块：用于将接收到的超声波信号中的杂波进行有效过滤，同时减少两组超声波之间的干扰；超声波接收模块：用于接收被阻挡介质反射回的超声波信号；车速测量模块：用于实时测量梭式矿车在轨道上行驶的速度；校正信息接收模块：用于接收弯道定位监测点发来的校正信息。

所述中央处理模块包括：数据处理单元：用于对采集到的数据进行处理和整合；数据存储单元：用于存储采集到的数据和整合后的数据；数据显示单元：用于显示梭式矿车的位置数据和车厢内的监测数据。

车厢数据采集点包括：矿渣测量模块：用于测量装渣时矿渣在车厢内的堆放高度；转速控制模块：用于实时调节刮板输送机运转速度；数据接收模块：用于接收中央处理模块整合后的数据；预处理模块：用于梭式矿车在过弯道时对下一时刻的倾斜角度进行预测，提前对刮板输送机进行支撑；辅助支撑模块：用于对刮板输送机进行支撑，避免刮板在装渣和运输的过程中出现严重弯曲变形。

所述矿渣测量模块在测量矿渣在车厢内堆放高度的同时能够同步算出装渣速度的变化，所述转速控制模块根据装渣速度同步调整刮板输送机转速，确保矿渣堆放均匀，使刮板输送机各部位受力相同。

如图4所示，辅助支撑模块包括：水平支撑单元：用于在装渣时对刮板输送机的装渣端进行支撑；垂直支撑单元：用于在梭式矿车过弯道时对刮板输送机的两侧进行支撑；所述水平支撑单元设置在刮板输送机装渣端的下方用于矿渣撞击刮板输送机时减少刮板输送机的形变程度，所述垂直支撑单元设置在刮板输送机下方的两侧，用于支撑刮板输送机，防止刮板输送机向一侧倾斜。

通过采用上述技术方案：本发明中的梭式矿车在装渣时，由于装渣速度会出现变化，矿渣测量模块在测量矿渣在车厢内堆放高度时，能够以此算出装渣速度的改变，转速控制模块根据装渣速度同步调整刮板输送机转速，使矿渣尽量水平堆放，确保矿渣堆放均匀，刮板输送机各部位受力相同，防止链板运输机变形，水平支撑单元用于在矿渣撞击刮板输送机时，减少刮板输送机的形变程度，提高了梭式矿车的使用寿命和使用效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。