一种转载机的人员保护方法与流程

1.本发明涉及转载机的领域，尤其涉及一种转载机的人员保护方法。


背景技术：

2.转载机是工作面运输煤矸的重要设备，在工作面的工作人员较为集中，可能会发生人员跌落转载机后被拉入破碎机内造成工作人员伤害。
3.目前，基于标签定位危险区域识别的系统中，主要具有三种识别方法，第一种，使用单定位节点来划分危险区域，使用此种方法时，其识别的系统较简单，但是危险区域只能识别以定位节点为球心的球行位置，其危险区域拟合度低，设定以定位节点为球心的球体区域为危险区域，可能会将位于人行通道上工作人员认定为处于危险区域内，从而影响工作人员的正常通行；第二种，使用红外技术进行人员识别，但是由于工作面设备发热可能接近人员温度，由此会导致红外技术误报警；第三种，使用安装额外结构体方法进行人员安全防护，但是不能完全的防护，对工作人员依然可能造成伤害。
4.上述三种方式都不能很好的对工作人员是否处于危险区域进行识别，可能产生误判，降低了工作效率。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术不能很好的对工作人员是否处于危险区域进行识别，容易产生误判，降低了工作效率的技术问题，本发明提供一种转载机的人员保护方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转载机的人员保护方法，其保护方法的步骤为：
7.工作人员携带用于定位的标签；
8.在转载机的溜槽的两个侧边上各设置一个与标签相连接的定位节点；
9.设置控制器单元，控制器单元获取两定位节点的定位数据，并进行标签的位置判断；
10.以两个定位节点之间的连线为对称轴线，并以对称轴线为界形成轴对称的两个区域，两个区域拼合形成四边形，对称轴线与进料口所形成的直线平行或者对称轴线位于进料口所形成的直线上；
11.在控制器单元内设定四边形的长度、宽度和偏移量，根据四边形的长度、宽度和偏移量的数值，确定四边形区域为危险区域；
12.工作人员靠近转载机，进入定位节点接收标签信号的距离范围内，开始对标签与两个定位节点之间的距离进行测量；
13.计算得出标签与两个定位节点之间的距离后，即可得到标签是否处于危险区域内。
14.本发明对进入转载机危险区域的标签进行有效识别，从而判定工作人员是否处于
危险区域，若工作人员携带标签进入危险区域后，转载机闭锁，防止工作人员进入进料口，进而防止工作人员跌落进转载机后被拉入破碎机内造成工作人员伤害，提高了识别的可靠性和精准性，同时能够识别工作人员是否处于危险区域的侧边上，不影响人行通道上工作人员的正常行走与作业，保证生产作业不受影响，同时本发明可以方便在井下部署，还可以在工作面等恶劣环境下工作，适用性较高。
15.进一步，测量得出标签与两个定位节点之间的距离后，即得到标签是否处于危险区域内中，若是，则转载机闭锁。
16.本发明根据测量得出的标签与两个定位节点之间的距离，识别标签是否处于危险区域内中，操作方便，从而有针对性的控制转载机的工作，提高了工作效率。
17.进一步，距离测量的方法为tof方法或者rssi方法。
18.本发明的测量距离的方法可以增加本发明的适用性，同时也提高了识别的精准性。
19.进一步，两个定位节点与标签三点相连，形成三角形，对两个定位节点与标签进行距离测量，并已知对称轴线的长度；
20.在三角形中设定一条垂线，根据上述已得知的三个距离，计算得出垂线的长度。
21.本发明通过使用多个因素，即已得知的三个距离和标签与对称轴线的垂直距离，综合对标签进行识别，提高了标签识别的精准性。
22.进一步，垂线将三角形中分割成两个直角三角形，根据已得知的两个定位节点与标签之间的距离、对称轴线的长度和标签与对称轴线的垂直距离，分别计算得出形成的两个直角三角形的勾的长度，判定标签是否处于危险区域的侧边上。
23.本发明根据计算得出形成的两个直角三角形的勾的长度，增加了判定的因素，提高了标签识别的精准性。
24.进一步，计算得出形成的两个直角三角形的勾的长度，判定标签是否处于危险区域的侧边上，若是，则判定标签未处于危险区域内。
25.本发明中若标签处于危险区域的侧边上，则携带标签的工作人员未处于危险区域内，减少了对位于人行通道上的工作人员的误判。
26.进一步，四边形可以为矩形或者梯形。
27.本发明的四边形为矩形或者梯形，方便计算标签的位置，提高了计算的速度。
28.进一步，控制器单元设置报警装置，若标签处于危险区域内，则报警装置输出报警信号。
29.本发明设置报警装置，对识别后的结果进行报警，可以及时通知工作人员，使工作人员及时处理发生的情况，减少了损失。
30.进一步，报警装置的报警信号的输出是数字信号输出、模拟量输出或者开关量输出。
31.本发明中报警装置的报警信号的输出设置了多种形式，提高了本发明的适用范围。
32.本发明的有益效果是，本发明对进入转载机危险区域的标签进行有效识别，从而判定工作人员是否处于危险区域，更好的控制转载机的工作，防止工作人员跌落进转载机后被拉入破碎机内造成工作人员伤害，提高了识别的可靠性和精准性，同时能够识别工作
人员是否处于危险区域的侧边上，不影响人行通道上工作人员的正常行走与作业，保证生产作业不受影响，同时本发明可以方便在井下部署，还可以在工作面等恶劣环境下工作，适用性较高。
附图说明
33.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
34.图1是本发明的危险区域为矩形时的部署图。
35.图2是本发明的危险区域为矩形时，计算得出的标签位置。
36.图3是本发明的危险区域为梯形时的部署图。
具体实施方式
37.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
38.实施例一
39.如图1-图2所示，是本发明最优实施例。
40.一种转载机的人员保护方法，其保护方法的步骤为：
41.s100、工作人员携带用于定位的标签。
42.s200、在转载机的溜槽的两个侧边上各设置一个与标签无线连接的定位节点。
43.s300、在人员保护系统中设置控制器单元，控制器单元与两个定位节点通过线缆连接，控制器单元接收定位节点的输出信号。
44.控制器单元的主要功能有两个，第一个功能：根据标签与定位节点的距离计算标签的位置；第二个功能：根据标签的位置与危险区域输出控制信号。控制器单元可以是单独的设备，也可以设计具有较强运算能力且带有输出控制信号的定位节点，即这种定位节点是定位节点与控制器单元合二为一的设备。
45.s400、以两个定位节点之间的连线为对称轴线，并以对称轴线为界形成轴对称的两个区域，两个区域拼合形成矩形，以溜槽进料的方向为前方，对称轴线位于进料口所形成的直线的后方。
46.s500、在控制器单元内设定四边形的长度、宽度、偏移量以及对称轴线的长度，根据四边形的长度、宽度和偏移量的数值，确定四边形区域为危险区域，危险区域的范围能够覆盖转载机所需要安全保护的区域。
47.控制器单元包括危险区域计算部分和报警信号输出部分，危险区域计算部分可以计算标签的位置，报警信号输出部分可以对测量的结果进行报警。
48.偏移量即为两个定位节点之间会发生偏移，可以对其进行校正，以便提高识别的精准性。
49.危险区域计算部分、报警信号输出部分可以使用单独的硬件实体实现。
50.若标签处于危险区域内，报警信号输出通过数字信号输出进行报警。数字信号输出可以用于在其它系统中展示设备当前的工作状态，如可以通过以太网上传到地面进行状态展示，或通过rs485等接口传输到井下集控中心进行预警、停机等工作状态的展示。
51.s600、工作人员靠近转载机，进入定位节点接收标签信号的距离范围内，开始对标
签与两个定位节点之间的距离进行测量，通过tof方法对其进行测量，设定标签与两个定位节点之间的距离为a和b，定位节点通过有线的方式将自身与标签的位置测量的数值a和b发送至控制器单元。
52.两个定位节点之间的连线与两个定位节点分别和标签之间的连线形成三角形，对两个定位节点与标签进行距离测量，得出a和b的数值，并已知对称轴线的长度，设定对称轴线的长度为d。
53.在三角形中设定一条垂线，根据上述已得知的三个距离，计算得出垂线的长度，设定垂线的长度为h,通过tof方法测量h的长度。
54.垂线将三角形中分割成两个直角三角形，根据已得知的a、b、d和h的长度，根据余弦定理分别计算得出形成的两个直角三角形的勾的长度，设定两个勾的长度分别为x和y，x的长度代表标签是否处于图1中危险区域的左侧边上，y的长度代表标签是否处于图1中危险区域的右侧边上。
55.若x或者y的长度与d的长度相同，则表明标签处于危险区域的两个长度方向的侧边上；若x或者y的长度小于d的长度，则表明标签处于危险区域的内；若x或者y的长度大于d的长度，则表明标签未处于危险区域的内，。
56.若h的长度与1/2个危险区域(即一个区域)的宽度方向的侧边的长度相同时，则表明标签处于危险区域的两个宽度方向的侧边上；若h的长度小于1/2个危险区域(即一个区域)的宽度方向的侧边的长度时，则表明标签处于危险区域内；若h的长度大于1/2个危险区域(即一个区域)的宽度方向的侧边的长度时，则表明标签未处于危险区域内，标签处于危险区域内，控制器单元发出报警信号。
57.s700、计算得出标签与两个定位节点之间的距离后，即可得到标签是否处于危险区域内,若是，则转载机闭锁，若否，则转载机继续工作。
58.根据设定不同的危险区域的长度、宽度、偏移量以及对称轴线的长度数值，可以调剂危险区域的范围，提高本发明的适用性。
59.实施例二，是在实施例一的基础上进行的改进。
60.如图3所示，是本发明最优实施例。
61.对称轴线位于进料口所形成的直线上，一个区域为对称轴线后方的区域，另一个区域为溜槽进料口的前方区域，溜槽进料口的前方为煤矸的运输区域，也属于危险地区。根据两个定为节点位置的变化，可以调节危险区域的位置，此危险区域为梯形。
62.由于定位节点是定位节点与控制器单元合二为一的设备，因此危险区域计算部分、报警信号输出部分可以在定位节点上实现。
63.若标签处于危险区域内，报警信号输出通过模拟量输出或者开关量输出进行报警。
64.通过rssi方法对标签与两个定位节点之间的距离进行测量。
65.以两个定位节点之间的连线为对称轴线，并以对称轴线为界形成轴对称的两个区域，两个区域拼合形成矩形为梯形。
66.图3中，根据已得知的a、b、d和h的长度及余弦定理分别计算得出x和h。
67.设定定位节点1至定位节点2之间的连线为x横坐标，设定梯形上底为h纵坐标，设置的危险区域的边界为函数表达式为：h＜h(x)，其中h(x)为危险区域边界以x为自变量的
函数。
68.其中h(x)的计算公式为：
[0069][0070]
h0和h1为设定值，根据现场施工的环境，设定h0和h1的值，并将h0和h1的值输入控制器内。
[0071]
定位节点1为坐标系原点(0，0)，定位节点2的坐标为(d，0)
[0072]
对于定位节点1，它的x＝0，其对应的h(x)＝h0，对于定位节点2，它的x＝d，对应的h(x)＝h1。
[0073]
当x小于0或x大于d时，通过h(x)的计算公式，计算得出标签没有处于危险区域；当x在0与d之间、h大于h(x)时，通过h(x)的计算公式，计算得出标签没有于危险区域；当x＝0时，h(x)＝h0，当x＝d时，h(x)＝h1,这两种情况下，分别通过h(x)的计算公式，计算得出标签没有处于危险区域，则其他区域为危险区域。
[0074]
例如，设定d为2m，h0为3m，h1为5m，当标签计算位置x＝0m时，h(x)＝3m，h《3m报警，h》3m不报警；当标签计算位置x＝1m时，h(x)＝4m，h《4m报警，h》4m不报警；当标签计算位置x＝2m时，h(x)＝5m，h《5m报警，h》5m不报警；当标签计算位置x＝-1m时，不报警；当标签计算位置x＝3m时，不报警。
[0075]
本实施例中，可以根据已得知的a、b、d和h的长度及余弦定理分别计算得出y和h。
[0076]
h(y)为危险区域边界以y为自变量的函数。
[0077]
其中h(y)的计算公式为：
[0078][0079]
y的其他计算操作与x的计算操作相同，在此不再赘述。
[0080]
梯形的上底边靠近控制器单元，梯形的下底边靠近煤层区域，煤层区域也为是危险地区，因此梯形的下底边靠近煤层区域，在煤层区域覆盖的范围较大，增加了危险区域的覆盖范围，提高了安全性。
[0081]
定位节点通过无线的方式将自身与标签的位置测量的数值a和b发送至控制器单元。或者对称轴线位于进料口所形成的直线上,
[0082]
两定位节点将测距结果发送给危险区域计算部分无线方式，也可以是通过设备内部传输。
[0083]
实施例二中的其余部分与实施例一中的步骤相同，在此不再赘述。
[0084]
定位节点也通过设备内部传输的方式将自身与标签的位置测量的数值a和b发送至控制器单元。
[0085]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种转载机的人员保护方法，其保护方法的步骤为：工作人员携带用于定位的标签；在转载机的溜槽的两个侧边上各设置一个与标签相连接的定位节点；设置控制器单元，控制器单元获取两定位节点的定位数据，并进行标签的位置判断；以两个定位节点之间的连线为对称轴线，并以对称轴线为界形成轴对称的两个区域，两个区域拼合形成四边形，对称轴线与进料口所形成的直线平行或者对称轴线位于进料口所形成的直线上；在控制器单元内设定四边形的长度、宽度和偏移量，根据四边形的长度、宽度和偏移量的数值，确定四边形区域为危险区域；工作人员靠近转载机，进入定位节点接收标签信号的距离范围内，开始对标签与两个定位节点之间的距离进行测量；测量得出标签与两个定位节点之间的距离后，即可得到标签是否处于危险区域内。2.如权利要求1所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：测量得出标签与两个定位节点之间的距离后，即得到标签是否处于危险区域内中，若是，则转载机闭锁，并进行声光报警。3.如权利要求1所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：距离测量的方法为tof方法或者rssi方法。4.如权利要求3所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：两个定位节点与标签三点相连，形成三角形，对两个定位节点与标签进行距离测量，并已知对称轴线的长度；在三角形中设定一条垂线，根据上述已得知的三个距离，计算得出垂线的长度。5.如权利要求4所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：垂线将三角形中分割成两个直角三角形，根据已得知的两个定位节点与标签之间的距离、对称轴线的长度和标签与对称轴线的垂直距离，分别计算得出形成的两个直角三角形的勾的长度，判定标签是否处于危险区域的侧边上。6.如权利要求5所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：计算得出形成的两个直角三角形的勾的长度，判定标签是否处于危险区域的侧边上，若是，则判定标签未处于危险区域内。7.如权利要求1所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：四多边形可以为矩形或者梯形。8.如权利要求1所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：控制器单元设置报警装置，若标签处于危险区域内，则报警装置输出报警信号。9.如权利要求8所述的一种转载机的人员保护方法，其特征在于：报警装置的报警信号的输出是数字信号输出、模拟量输出或者开关量输出。

技术总结
本发明涉及转载机的领域，尤其涉及一种转载机的人员保护方法，工作人员携带定位用标签；在转载机的溜槽的两个侧边上各设置一个与标签相连接的定位节点；设置控制器单元，控制器单元获取两定位节点的定位数据，并进行位置判断；以两个定位节点之间的连线为对称轴线，并以对称轴线为界形成轴对称的两个区域，对称轴线与进料口所形成的直线平行或者对称轴线位于进料口所形成的直线上；确定四边形区域为危险区域；工作人员靠近转载机，进入定位节点接收标签信号的距离范围内，测量得出标签与两个定位节点之间的距离后，即可得到标签是否处于危险区域内。本发明对进入转载机危险区域的标签进行识别，从而精准的判定工作人员是否处于危险区域内。于危险区域内。于危险区域内。


技术研发人员：陈康 周澍 包建军 王维 王伟 陈贤 王军
受保护的技术使用者：中煤科工集团常州研究院有限公司
技术研发日：2021.11.04
技术公布日：2022/3/7