一种轮-轨复合式无人驾驶井下连续运输车及其控制方法与流程

技术特征：
1.一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车，其特征在于，包括无人驾驶系统、“天轨
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地轨
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地面”自主转换系统和运输车车体；运输车车体包括底盘（13）、载物平台（15）和胶轨复合轮（12），胶轨复合轮（12）设置在底盘（13）的两侧，载物平台（15）设置在底盘（13）的上表面；无人驾驶系统包括多线激光雷达（5）、深度相机（7）、毫米波雷达（8）、摄像头（9）、uwb定位标签（10）、超声波传感器（11）、工控机（26）和整车控制器（27），无人驾驶系统安装在底盘（13）上且多线激光雷达（5）、深度相机（7）、毫米波雷达（8）、摄像头（9）、uwb定位标签（10）和超声波传感器（11）均与工控机（26）电连接；“天轨
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地轨
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地面”自主转换系统包括液压立柱（4）和驱动制动装置（1），液压立柱（4）底端设置在底盘（13）上，液压立柱（4）顶端设有驱动制动装置（1）。2.根据权利要求1所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车，其特征在于，所述底盘（13）前后两端上面中间位置分别安装第一传感器箱（6）与第二传感器箱（14），多线激光雷达（5）分别安装在第一传感器箱（6）与第二传感器箱（14）上方；深度相机（7）分别安装在第一传感器箱（6）与第二传感器箱（14）前侧面中轴线上；毫米波雷达（8）安装在第一传感器箱（6）前侧面中轴线上；摄像头（9）分别安装在底盘（13）前后左右四个侧面上；uwb定位标签（10）安装在底盘（13）侧面中轴线上；超声波传感器（11）安装在底盘（13）前后左右四个侧面上，工控机（26）和整车控制器（27）设置在底盘（13）内部。3.根据权利要求1所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车，其特征在于，所述驱动制动装置（1）包括驱动轮（101）、承载轮组（102）、红外传感器（103）、支承底座（104）、伺服电机（105）、驱动电机（106）、支撑板（107）、制动电机（108）和制动块（109）；支承底座（104）左右两侧边前后分别设有伺服电机（105），支承底座（104）左右两侧边分别铰接支撑板（107），伺服电机（105）输出端与支撑板（107）连接，支承底座（104）顶面前部和后部分别设有红外传感器（103），支撑板（107）的内侧面设有承载轮组（102），支撑板（107）的外侧面前后分别设有驱动电机（106）和制动电机（108），驱动电机（106）输出端与驱动轮（101）连接，制动电机（108）输出端与摩擦块（109）连接；伺服电机（105）、驱动电机（106）、制动电机（108）分别通过伺服电机控制器（111）、驱动电机控制器（112）、制动电机控制器（113）与整车控制器（27）电连接，红外传感器（103）与工控机（26）电连接。4.根据权利要求1所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车，其特征在于，所述液压立柱（4）为线控支柱，液压支柱（4）连接有电磁比例阀（21），电磁比例阀（21）通过电磁比例阀控制器（25）与整车控制器（27）电连接。5.根据权利要求1所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车，其特征在于，所述胶轨复合轮（12）为一体车轮，胶轮在外侧，轨道轮在内侧，且胶轮直径大于轨道轮直径。6.根据权利要求1所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车，其特征在于，所述液压立柱（4）至少包括两个，液压立柱（4）纵向排列且底端设置在底盘（13）上，最前面的液压立柱（4）顶端设有驱动制动装置（1），其余液压立柱（4）顶端均设有承载装置（2）。7.根据权利要求1
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6任一所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车控制方法，其特征在于：步骤一：运输车自料场装上物料之后，根据全局地图进行全局路径规划，在地面由胶轨
复合轮（12）的胶轮行驶；步骤二：当运输车行驶至井口时，根据全局路径，转至天轨（7）行驶；运输车调整自身姿态，凭借驱动制动装置（1）对天轨（7）进行抱轨，并利用液压立柱（4）将运输车进行提升，接着由驱动制动装置（1）驱动运输车在天轨（7）上行驶；步骤三：当行驶至巷道平面时，运输车由天轨（7）下降至地面，并调整自身姿态，找准地轨（17）的位置，由胶轨复合轮（12）的轨道轮与地轨（17）接触，并由轨道轮驱动运输车行驶；步骤四：运输车驶出地轨（17），由胶轨复合轮（12）的胶轮在巷道地面行驶至工作面。8.根据权利要求7所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车控制方法，其特征在于：所述步骤一中，运输车在料场装载好物料之后，车载工控机（26）根据全局地图规划好路径，并由胶轮在地面行驶至井口，在行驶过程中，当工控机（26）探测到周围有障碍物时，将数据信号传输至工控机（26），由工控机（26）将多个传感器的信息融合处理，并将解算出来的结果发送至整车控制器（27），整车控制器（27）将控制信号发送到底盘驱动电机控制器（22）、底盘制动电机控制器（23），底盘驱动电机控制器（22）、底盘制动电机控制器（23）解析指令并分别发送给底盘驱动电机（18）、底盘制动电机（19），底盘驱动电机（18）降低输出扭矩及转速，底盘制动电机（19）输出扭矩控制刹车回路阀门的开度，进而车辆减速慢行，底盘转向电机控制器（24）接收整车控制器（27）下达的转向动作信息，并控制底盘转向电机（20）输出扭矩；底盘转向电机（20）通过转向泵带动转向拉杆动作，完成转向，车辆避障之后恢复至正常速度行驶。9.根据权利要求7所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车控制方法，其特征在于：所述步骤二中，提前在工控机（26）设置天轨（3）距离巷道壁的距离，当运输车行驶至天轨（3）段时，利用车载超声波传感器（11）检测车身与两侧巷道壁的距离，并调整姿态，使车辆中心位置位于天轨（3）正下方，此时，整车控制器（27）发送指令给电磁比例阀控制器（25），电磁比例阀控制器（25）解析指令并控制电磁比例阀（21）动作，进而控制液压立柱（4）升高，支承底座（104）上的红外传感器（103）发射红外光，检测支承底座（104）与天轨（3）的距离，并实时将数据发送给工控机（26），当距离达到既定的数值时，液压立柱（4）停止上升；此时整车控制器（27）发送指令给伺服电机控制器（111），伺服电机控制器（111）解析指令，并控制伺服电机（105）驱动支承板（107）向上转动，使其完成“抱轨”动作，并保持此姿态；接着，液压立柱（4）动作，开始收缩，进而将运输车整体提升；当车辆在天轨（3）行驶时，整车控制器（27）发送指令给驱动电机控制器（112）与制动电机控制器（113），并控制驱动制动装置（1）在天轨（3）的调速与制动。10.根据权利要求7所述的一种轮
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轨复合式无人驾驶井下连续运输车控制方法，其特征在于：所述步骤三中，车辆到达指定地点需换到地轨（17）时，整车控制器（27）发送指令至电磁比例阀控制器（25），电磁比例阀控制器（25）解析指令并控制电磁比例阀（21）动作，液压立柱（4）缓慢升长，车辆慢慢下降至所有车轮完全着地，此时伺服电机控制器（111）解析整车控制器（27）指令，并控制伺服电机（105）转动，支撑板（107）完成“脱轨”动作，接着液压立柱（4）收缩，车载超声波传感器（11）检测车身与两侧巷道壁的距离，深度相机（7）检测地轨（17）的位置与距离信息，将检测到的数据发送至工控机（26），工控机（26）将解算的数据发送至整车控制器（27），整车控制器（27）将控制信号发送至底盘驱动电机控制器（22）、底盘制动电机控制器（23）、底盘转向电机控制器（24），并调整车辆姿态，使得胶轨复合轮（12）
的轨道轮到巷道壁的距离与地轨（17）到巷道壁的距离一致，使其能顺利驶上地轨（17）。