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煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统及方法

阅读：876发布：2020-05-14

专利汇可以提供煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统及方法，矿车监测与防跑车系统包括对称设置在矿车轨道外两侧的一对捕获单元和设置在矿车轨道外一侧的监测单元，以及控制单元；捕获单元包括减速机构、制动机构和位移机构；监测单元包括红外成像设备和图像处理计算机，图像处理计算机与红外成像设备的输出端连接，每辆矿车靠近所述红外成像设备的一侧贴有红外反射膜；控制单元包括PLC 控制器和液压站，PLC控制器与图像处理计算机的输出端连接，液压站与PLC控制器的输出端连接。本发明的防跑车系统设计合理，实现方便，能够应用在煤矿井下的斜巷运输中，对跑车进行安全稳定的捕获，防止跑车造成严重后果，使用效果好，便于推广使用。，下面是煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，其特征在于：包括对称设置在矿车轨道外两侧的一对捕获单元和设置在矿车轨道外一侧的监测单元，以及控制单元；所述捕获单元和监测单元均与控制单元连接，所述捕获单元包括减速机构(1)、制动机构(2)和位移机构(3)；所述监测单元包括红外成像设备(4)和图像处理计算机(5)，所述图像处理计算机(5)与红外成像设备(4)的输出端连接，每辆矿车靠近所述红外成像设备(4)的一侧贴有红外反射膜；所述控制单元包括PLC控制器(6)和为所述位移机构(3)提供液压动力的液压站(7)，所述PLC控制器(6)与图像处理计算机(5)的输出端连接，所述液压站(7)与PLC控制器(6)的输出端连接；
所述减速机构(1)包括楔形的第一底板(1-1)，所述第一底板(1-1)上的一侧设置有第一支撑板(1-2)，所述第一底板(1-1)上的另一侧设置有第二支撑板(1-3)，所述第一支撑板(1-2)的一端铰接有第一活动板(1-4)，所述第一支撑板(1-2)的另一端和第一活动板(1-4)之间连接有第一弹簧(1-5)，所述第二支撑板(1-3)的一端铰接有第二活动板(1-6)，所述第二支撑板(1-3)的另一端和第二活动板(1-6)之间连接有第二弹簧(1-7)，所述第一活动板(1-4)的靠近第二活动板(1-6)的侧面上设置有第一橡胶皮垫(1-8)，所述第二活动板(1-6)的靠近第一活动板(1-4)的侧面上设置有第二橡胶皮垫(1-9)；
所述制动机构(2)包括第二底板(2-1)，所述第二底板(2-1)上设置有第一滑轨(2-2)和第二滑轨(2-3)，所述第一滑轨(2-2)和第二滑轨(2-3)上滑动连接有滑块(2-4)，所述滑块(2-4)上安装有车轮右半夹(2-5)、车轮左半夹(2-6)和凸轮(2-7)，所述车轮右半夹(2-5)和车轮左半夹(2-6)之间连接有第三弹簧(2-8)，所述凸轮(2-7)安装在车轮左半夹(2-6)的外侧，所述第二底板(2-1)靠近矿车轨道的一侧设置有安装块(2-9)，所述安装块(2-9)上安装有竖直设置且用于对凸轮(2-7)进行限位并使凸轮(2-7)旋转的导杆(2-10)，所述第二底板(2-1)远离减速机构(1)的一端设置有与第二底板(2-1)一体成型的第一支撑块(2-11)，所述滑块(2-4)与第一支撑块(2-11)之间连接有并排设置的第四弹簧(2-12)和第五弹簧(2-
13)。
2.按照权利要求1所述的煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，其特征在于：所述位移机构(3)包括第三滑轨(3-1)、第四滑轨(3-2)和第五滑轨(3-3)，以及与第三滑轨(3-1)的一端、第四滑轨(3-2)的一端和第五滑轨(3-3)的一端均连接的第二支撑块(3-4)，所述第二支撑块(3-4)上安装有位于第三滑轨(3-1)和第四滑轨(3-2)之间的液压缸(3-5)，所述液压缸(3-5)的活塞杆与制动机构(2)的第二底板(2-1)连接，所述液压缸(3-5)通过油管与液压站(7)连接。
3.一种采用如权利要求2所述系统进行防跑车的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、矿车监测：所述图像处理计算机(5)对红外成像设备(4)拍摄的多帧矿车图像进行处理，判断矿车是否发生跑车；
步骤二、跑车捕获：当所述监测单元监测到矿车发生跑车时，所述控制单元控制捕获单元工作，对跑车进行柔性制动。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中所述图像处理计算机(5)对红外成像设备(4)拍摄的多帧矿车图像进行处理，判断矿车是否发生跑车的具体过程为：
步骤101、所述图像处理计算机(5)将红外成像设备(4)的成像区域设定为监测区；
步骤102、所述图像处理计算机(5)检测监测区内每帧图像中的多个Harris角点；
步骤103、所述图像处理计算机(5)调用特征匹配模块提取每帧图像的特征集合，并将相邻两帧图像的特征集合进行匹配对应，生成匹配特征对集合；
步骤104、所述图像处理计算机(5)根据匹配特征对集合，调用角点匹配模块对相邻两帧图像中的多个Harris角点进行角点匹配，找出相邻两帧图像中的多个Harris角点之间的一一对应关系；
步骤105、所述图像处理计算机(5)计算相邻两帧图像中的多个Harris角点之间一一对应的位移值，根据公式计算出第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的总位移量dTi，并将i从1取到n，计算出所有相邻两帧图像中所有Harris角点的总位移量；其中，di,j为第i个相邻两帧图像中具有一一对应关系的第j个Harris角点的位移量，mi为第i个相邻两帧图像中具有一一对应关系的Harris角点的总个数，j的取值为1～mi的正整数，n为形成相邻两帧图像的总个数；
步骤106、所述图像处理计算机(5)计算得到所有相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值，其中，第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dAi的计算公式为步骤107、所述图像处理计算机(5)根据公式ΔdPi＝dA(i+1)-dAi计算得到第i+1个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dA(i+1)与第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dAi的差值ΔdPi，并将i从1取到n-1；
步骤108、所述图像处理计算机(5)根据公式计算出将i从1取到n-
1时所有ΔdPi的平均值ΔdB，当-dE＜ΔdB＜dE时，矿车处于匀速运行状态，未发生跑车；当ΔdB＞dE时，矿车处于加速运行状态，发生跑车，其中，dE为监测单元允许误差值。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤102中所述图像处理计算机(5)检测监测区内每帧图像中的多个Harris角点时，对图像I(x,y)中的多个Harris角点的检测过程为：
步骤1021、图像处理计算机(5)根据公式计算图像I(,x)
在x轴方向上的梯度Ix，并根据公式计算图像I(x,y)在y轴
方向上的梯度Iy；
步骤1022、图像处理计算机(5)计算每个像素点上的相关矩阵
其中，ω(x,y)为加权函数；
步骤1023、图像处理计算机(5)根据公式R＝(ab-c2)-λ(a+b)2计算每个像素点的角点响应值R；其中，λ为经验常数，取值范围为0.04～0.06；
步骤1024、图像处理计算机(5)在图像I(x,y)上中间位置处M×M的正方形范围内寻找角点响应值的极大值点，并将寻找到的角点响应值的极大值点定义为阈值，当像素点的角点响应值R大于阈值时，将该像素点确定为Harris角点。
6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤二中所述当监测单元监测到矿车发生跑车时，所述控制单元控制捕获单元工作，对跑车进行柔性制动的具体过程为：
步骤201、所述PLC控制器(6)接收到图像处理计算机(5)传输的发生跑车的信号时，PLC控制器(6)输出控制信号到液压站(7)；
步骤202、所述位移机构(3)中的液压缸(3-5)在液压站(7)的作用下工作，通过液压缸(3-5)的活塞杆将矿车轨道两旁的制动机构(2)和减速机构(1)沿着第三滑轨(3-1)、第四滑轨(3-2)和第五滑轨(3-3)推到矿车轨道上；
步骤203、当跑车到达所述减速机构(1)时，第一活动板(1-4)和第二活动板(1-6)对跑车车轮进行挤压，并通过第一弹簧(1-5)和第二弹簧(1-7)进行柔性减速；
步骤204、减速后的跑车车轮到达车轮右半夹(2-5)和车轮左半夹(2-6)的张开处，在跑车的惯性作用下，带动滑块(2-4)沿着第一滑轨(2-2)和第二滑轨(2-3)移动，使得凸轮(2-
7)与导杆(2-10)分开，车轮右半夹(2-5)和车轮左半夹(2-6)通过第三弹簧(2-8)的作用闭合将跑车车轮夹紧；
步骤205、跑车车轮在第四弹簧(2-12)和第五弹簧(2-13)的弹力作用下进行柔性制动。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤204中所述车轮右半夹(2-5)和车轮左半夹(2-6)的张开具体过程为：
步骤2041、所述制动机构(2)中的滑块(2-4)在第四弹簧(2-12)和第五弹簧(2-13)的弹力作用下在第一滑轨(2-2)和第二滑轨(2-3)上移动到靠近减速机构(1)的一端；
步骤2042、随着所述滑块(2-4)的移动，滑块(2-4)上的凸轮(2-7)与导杆(2-10)接触，滑块(2-4)继续移动，因导杆(2-10)的限位，凸轮(2-7)由移动变为旋转，凸轮(2-7)的旋转会挤压滑块(2-4)上安装的车轮左半夹(2-6)，使车轮右半夹(2-5)和车轮左半夹(2-6)张开。

说明书全文

煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统及方法。

背景技术

[0002] 煤炭作为我国的重要资源长期被开采，但大多数煤炭资源都深埋地下，开采过程中，大多需要井下斜巷运输，因而，煤矿井下的安全运输也是煤矿安全生产的重要环节，煤矿井下的斜巷运输最大的安全隐患就是发生跑车事故，所谓跑车事故，就是煤矿中用于下放设备、提升物料、运输煤炭或人员的矿车由于短绳、断销链或者误操作导致矿车失控，在其自身重力分力的作用下，矿车沿着轨道异常运行而造成的事故。因此，防跑车装置的重要性不言而喻。现有技术中，为了解决斜巷运输中跑车事故造成严重后果，许多科研人员和工程师提出了多种解决方案，如申请号为201721864746.2的发明专利中的防跑车装置，采用安装在矿车轨道上的防跑车阻拦组件和防跑车收放绞车组件，但其结构庞大复杂，跑车发生位置未知，需要在斜巷内安装多个防跑车装置，其单个防跑车装置的结构复杂性提高了其安装成本，限制了其应用广泛性；再如申请号为201510908805.0的发明专利中的防跑车装置，包括安装在矿车上的速度采集组件、液压驱动系统和轨道抓捕组件，该方案虽然能及时有效地阻止跑车事故的发生，但其结构也相对复杂，跑车发生个体未知，需要在每个跑车上安装防跑车装置，同样，其结构复杂性提高了安装成本，限制了其应用广泛性。现有技术中，对跑车实施捕获的方案多种多样，但对跑车发生的确认尤为重要，在煤矿井下复杂环境中，实现对跑车实时、准确的确认是进行跑车捕获的重要前提。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，其结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够应用在煤矿井下的斜巷运输中，对跑车进行安全稳定的捕获，防止跑车造成严重后果，使用效果好，便于推广使用。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，包括对称设置在矿车轨道外两侧的一对捕获单元和设置在矿车轨道外一侧的监测单元，以及控制单元；所述捕获单元和监测单元均与控制单元连接，所述捕获单元包括减速机构、制动机构和位移机构；所述监测单元包括红外成像设备和图像处理计算机，所述图像处理计算机与红外成像设备的输出端连接，每辆矿车靠近所述红外成像设备的一侧贴有红外反射膜；所述控制单元包括PLC控制器和为所述位移机构提供液压动力的液压站，所述PLC控制器与图像处理计算机的输出端连接，所述液压站与PLC控制器的输出端连接。

[0005] 上述的煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，所述减速机构包括楔形的第一底板，所述第一底板上的一侧设置有第一支撑板，所述第一底板上的另一侧设置有第二支撑板，所述第一支撑板的一端铰接有第一活动板，所述第一支撑板的另一端和第一活动板之间连接有第一弹簧，所述第二支撑板的一端铰接有第二活动板，所述第二支撑板的另一端和第二活动板之间连接有第二弹簧，所述第一活动板的靠近第二活动板的侧面上设置有第一橡胶皮垫，所述第二活动板的靠近第一活动板的侧面上设置有第二橡胶皮垫。

[0006] 上述的煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，所述制动机构包括第二底板，所述第二底板上设置有第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和第二滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块上安装有车轮右半夹、车轮左半夹和凸轮，所述车轮右半夹和车轮左半夹之间连接有第三弹簧，所述凸轮安装在车轮左半夹的外侧，所述第二底板靠近矿车轨道的一侧设置有安装块，所述安装块上安装有竖直设置且用于对凸轮进行限位并使凸轮旋转的导杆，所述第二底板远离减速机构的一端设置有与第二底板一体成型的第一支撑块，所述滑块与第一支撑块之间连接有并排设置的第四弹簧和第五弹簧。

[0007] 上述的煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统，所述位移机构包括第三滑轨、第四滑轨和第五滑轨，以及与第三滑轨的一端、第四滑轨的一端和第五滑轨的一端均连接的第二支撑块，所述第二支撑块上安装有位于第三滑轨和第四滑轨之间的液压缸，所述液压缸的活塞杆与制动机构的第二底板连接，所述液压缸通过油管与液压站连接。

[0008] 本发明还提出了一种煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车方法，该方法包括以下步骤：

[0009] 步骤一、矿车监测：所述图像处理计算机对红外成像设备拍摄的多帧矿车图像进行处理，判断矿车是否发生跑车；

[0010] 步骤二、跑车捕获：当所述监测单元监测到矿车发生跑车时，所述控制单元控制捕获单元工作，对跑车进行柔性制动。

[0011] 上述方法步骤一中所述图像处理计算机对红外成像设备拍摄的多帧矿车图像进行处理，判断矿车是否发生跑车的具体过程为：

[0012] 步骤101、所述图像处理计算机将红外成像设备的成像区域设定为监测区；

[0013] 步骤102、所述图像处理计算机检测监测区内每帧图像中的多个Harris角点；

[0014] 步骤103、所述图像处理计算机调用特征匹配模块提取每帧图像的特征集合，并将相邻两帧图像的特征集合进行匹配对应，生成匹配特征对集合；

[0015] 步骤104、所述图像处理计算机根据匹配特征对集合，调用角点匹配模块对相邻两帧图像中的多个Harris角点进行角点匹配，找出相邻两帧图像中的多个Harris角点之间的一一对应关系；

[0016] 步骤105、所述图像处理计算机计算相邻两帧图像中的多个Harris角点之间一一对应的位移值，根据公式计算出第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的总位移量dTi，并将i从1取到n，计算出所有相邻两帧图像中所有Harris角点的总位移量；其中，di,j为第i个相邻两帧图像中具有一一对应关系的第j个Harris角点的位移量，mi为第i个相邻两帧图像中具有一一对应关系的Harris角点的总个数，j的取值为1～mi的正整数，n为形成相邻两帧图像的总个数；

[0017] 步骤106、所述图像处理计算机计算得到所有相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值，其中，第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dAi的计算公式为[0018] 步骤107、所述图像处理计算机根据公式ΔdPi＝dA(i+1)-dAi计算得到第i+1个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dA(i+1)与第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dAi的差值ΔdPi，并将i从1取到n-1；

[0019] 步骤108、所述图像处理计算机根据公式计算出将i从1取到n-1时所有ΔdPi的平均值ΔdB，当-dE＜ΔdB＜dE时，矿车处于匀速运行状态，未发生跑车；当ΔdB＞dE时，矿车处于加速运行状态，发生跑车，其中，dE为监测单元允许误差值。

[0020] 上述方法步骤102中所述图像处理计算机检测监测区内每帧图像中的多个Harris角点时，对图像I(x,y)中的多个Harris角点的检测过程为：

[0021] 步骤1021、图像处理计算机根据公式计算图像I(x,y)在x轴方向上的梯度Ix，并根据公式计算图像I(x,y)在y
轴方向上的梯度Iy；

[0022] 步骤1022、图像处理计算机计算每个像素点上的相关矩阵其中，ω(x,y)为加权函数；

[0023] 步骤1023、图像处理计算机根据公式R＝(ab-c2)-λ(a+b)2计算每个像素点的角点响应值R；其中，λ为经验常数，取值范围为0.04～0.06；

[0024] 步骤1024、图像处理计算机在图像I(x,y)上中间位置处M×M的正方形范围内寻找角点响应值的极大值点，并将寻找到的角点响应值的极大值点定义为阈值，当像素点的角点响应值R大于阈值时，将该像素点确定为Harris角点。

[0025] 上述方法步骤二中所述当监测单元监测到矿车发生跑车时，所述控制单元控制捕获单元工作，对跑车进行柔性制动的具体过程为：

[0026] 步骤201、所述PLC控制器接收到图像处理计算机传输的发生跑车的信号时，PLC控制器输出控制信号到液压站；

[0027] 步骤202、所述位移机构中的液压缸在液压站的作用下工作，通过液压缸的活塞杆将矿车轨道两旁的制动机构和减速机构沿着第三滑轨、第四滑轨和第五滑轨推到矿车轨道上；

[0028] 步骤203、当跑车到达所述减速机构时，第一活动板和第二活动板对跑车车轮进行挤压，并通过第一弹簧和第二弹簧进行柔性减速；

[0029] 步骤204、减速后的跑车车轮到达车轮右半夹和车轮左半夹的张开处，在跑车的惯性作用下，带动滑块沿着第一滑轨和第二滑轨移动，使得凸轮与导杆分开，车轮右半夹和车轮左半夹通过第三弹簧的作用闭合将跑车车轮夹紧；

[0030] 步骤205、跑车车轮在第四弹簧和第五弹簧的弹力作用下进行柔性制动。

[0031] 上述方法步骤204中所述车轮右半夹和车轮左半夹的张开具体过程为：

[0032] 步骤2041、所述制动机构中的滑块在第四弹簧和第五弹簧的弹力作用下在第一滑轨和第二滑轨上移动到靠近减速机构的一端；

[0033] 步骤2042、随着所述滑块的移动，滑块上的凸轮与导杆接触，滑块继续移动，因导杆的限位，凸轮由移动变为旋转，凸轮的旋转会挤压滑块上安装的车轮左半夹，使车轮右半夹和车轮左半夹张开。

[0034] 本发明与现有技术相比具有以下优点：

[0035] 1、本发明的防跑车系统结构简单，设计合理，实现方便且成本低。

[0036] 2、本发明的减速机构采用纯机械结构设计，能够有效对矿车车轮进行减速，稳定性好。

[0037] 3、本发明的制动机构采用纯机械结构设计，能够有效对减速后的矿车车轮进行夹紧并通过第三弹簧将矿车柔性制动，安全可靠。

[0038] 4、本发明的监测机构采用一台红外成像设备和一台图像处理计算机构成，结构简单，安装维护方便。

[0039] 5、本发明的矿车监测与防跑车方法对矿车进行实时监测，只使用红外成像设备采集的信息进行计算，红外成像设备安装维护方便，红外成像设备采集的图像通过图像处理计算机处理，就能够得到矿车运行信息，不受井下能见度差等复杂环境的影响。

[0040] 6、本发明能够应用在煤矿井下的斜巷运输中，对跑车进行安全稳定的捕获，防止跑车造成严重后果，使用效果好，便于推广使用。

[0041] 综上所述，本发明的防跑车系统结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够应用在煤矿井下的斜巷运输中，对跑车进行安全稳定的捕获，防止跑车造成严重后果，使用效果好，便于推广使用。

[0042] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0043] 图1为本发明矿车监测与防跑车系统的结构示意图；

[0044] 图2为本发明减速机构的结构示意图；

[0045] 图3为本发明制动机构的结构示意图；

[0046] 图4为本发明位移机构的结构示意图。

[0047] 附图标记说明:

[0048] 1—减速机构； 1-1—第一底板； 1-2—第一支撑板；

[0049] 1-3—第二支撑板； 1-4—第一活动板； 1-5—第一弹簧；

[0050] 1-6—第二活动板； 1-7—第二弹簧； 1-8—第一橡胶皮垫；

[0051] 1-9—第二橡胶皮垫； 2—制动机构； 2-1—第二底板；

[0052] 2-2—第一滑轨； 2-3—第二滑轨； 2-4—滑块；

[0053] 2-5—车轮右半夹； 2-6—车轮左半夹； 2-7—凸轮；

[0054] 2-8—第三弹簧； 2-9—安装块； 2-10—导杆；

[0055] 2-11—第一支撑块； 2-12—第四弹簧； 2-13—第五弹簧；

[0056] 3—位移机构； 3-1—第三滑轨； 3-2—第四滑轨；

[0057] 3-3—第五滑轨； 3-4—第二支撑块； 3-5—液压缸；

[0058] 4—红外成像设备； 5—图像处理计算机； 6—PLC控制器；

[0059] 7—液压站。

具体实施方式

[0060] 如图1所示，本发明的煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车系统包括对称设置在矿车轨道外两侧的一对捕获单元和设置在矿车轨道外一侧的监测单元，以及控制单元；所述捕获单元和监测单元均与控制单元连接，所述捕获单元包括减速机构1、制动机构2和位移机构3；所述监测单元包括红外成像设备4和图像处理计算机5，所述图像处理计算机5与红外成像设备4的输出端连接，每辆矿车靠近所述红外成像设备4的一侧贴有红外反射膜；所述控制单元包括PLC控制器6和为所述位移机构3提供液压动力的液压站7，所述PLC控制器6与图像处理计算机5的输出端连接，所述液压站7与PLC控制器6的输出端连接。

[0061] 具体实施时，所述减速机构1用于对跑车的车轮进行抱紧减速，所述制动机构2用于对跑车的车轮进行夹紧并将跑车停止，所述位移机构3用于将设置在矿车轨道外的一对捕获单元移动到矿车轨道上。

[0062] 本实施例中，如图2所示，所述减速机构1包括楔形的第一底板1-1，所述第一底板1-1上的一侧设置有第一支撑板1-2，所述第一底板1-1上的另一侧设置有第二支撑板1-3，所述第一支撑板1-2的一端铰接有第一活动板1-4，所述第一支撑板1-2的另一端和第一活动板1-4之间连接有第一弹簧1-5，所述第二支撑板1-3的一端铰接有第二活动板1-6，所述第二支撑板1-3的另一端和第二活动板1-6之间连接有第二弹簧1-7，所述第一活动板1-4的靠近第二活动板1-6的侧面上设置有第一橡胶皮垫1-8，所述第二活动板1-6的靠近第一活动板1-4的侧面上设置有第二橡胶皮垫1-9。

[0063] 本实施例中，如图3所示，所述制动机构2包括第二底板2-1，所述第二底板2-1上设置有第一滑轨2-2和第二滑轨2-3，所述第一滑轨2-2和第二滑轨2-3上滑动连接有滑块2-4，所述滑块2-4上安装有车轮右半夹2-5、车轮左半夹2-6和凸轮2-7，所述车轮右半夹2-5和车轮左半夹2-6之间连接有第三弹簧2-8，所述凸轮2-7安装在车轮左半夹2-6的外侧，所述第二底板2-1靠近矿车轨道的一侧设置有安装块2-9，所述安装块2-9上安装有竖直设置且用于对凸轮2-7进行限位并使凸轮2-7旋转的导杆2-10，所述第二底板2-1远离减速机构1的一端设置有与第二底板2-1一体成型的第一支撑块2-11，所述滑块2-4与第一支撑块2-11之间连接有并排设置的第四弹簧2-12和第五弹簧2-13。

[0064] 具体实施时，所述第二底板2-1和第一底板1-1能够通过卡扣连接在一起；当第二底板2-1和第一底板1-1连接在一起时，所述第一底板1-1的楔形顶端与滑块2-4的上表面位于同一水平面上。

[0065] 本实施例中，如图4所示，所述位移机构3包括第三滑轨3-1、第四滑轨3-2和第五滑轨3-3，以及与第三滑轨3-1的一端、第四滑轨3-2的一端和第五滑轨3-3的一端均连接的第二支撑块3-4，所述第二支撑块3-4上安装有位于第三滑轨3-1和第四滑轨3-2之间的液压缸3-5，所述液压缸3-5的活塞杆与制动机构2的第二底板2-1连接，所述液压缸3-5通过油管与液压站7连接。

[0066] 具体实施时，所述液压站7包括连接在液压缸3-5的供油回路中的电磁换向阀，所述电磁换向阀与PLC控制器6的输出端连接。

[0067] 本发明的煤矿井下斜巷运输矿车监测与防跑车方法包括以下步骤：

[0068] 步骤一、矿车监测：所述图像处理计算机5对红外成像设备4拍摄的多帧矿车图像进行处理，判断矿车是否发生跑车；

[0069] 步骤二、跑车捕获：当所述监测单元监测到矿车发生跑车时，所述控制单元控制捕获单元工作，对跑车进行柔性制动。

[0070] 本方法步骤一中所述图像处理计算机5对红外成像设备4拍摄的多帧矿车图像进行处理，判断矿车是否发生跑车的具体过程为：

[0071] 步骤101、所述图像处理计算机5将红外成像设备4的成像区域设定为监测区；

[0072] 步骤102、所述图像处理计算机5检测监测区内每帧图像中的多个Harris角点；

[0073] 步骤103、所述图像处理计算机5调用特征匹配模块提取每帧图像的特征集合，并将相邻两帧图像的特征集合进行匹配对应，生成匹配特征对集合；

[0074] 步骤104、所述图像处理计算机5根据匹配特征对集合，调用角点匹配模块对相邻两帧图像中的多个Harris角点进行角点匹配，找出相邻两帧图像中的多个Harris角点之间的一一对应关系；

[0075] 步骤105、所述图像处理计算机5计算相邻两帧图像中的多个Harris角点之间一一对应的位移值，根据公式计算出第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的总位移量dTi，并将i从1取到n，计算出所有相邻两帧图像中所有Harris角点的总位移量；其中，di,j为第i个相邻两帧图像中具有一一对应关系的第j个Harris角点的位移量，mi为第i个相邻两帧图像中具有一一对应关系的Harris角点的总个数，j的取值为1～mi的正整数，n为形成相邻两帧图像的总个数；

[0076] 步骤106、所述图像处理计算机5计算得到所有相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值，其中，第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dAi的计算公式为[0077] 步骤107、所述图像处理计算机5根据公式ΔdPi＝dA(i+1)-dAi计算得到第i+1个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dA(i+1)与第i个相邻两帧图像中所有Harris角点的位置平均值dAi的差值ΔdPi，并将i从1取到n-1；

[0078] 步骤108、所述图像处理计算机5根据公式计算出将i从1取到n-1时所有ΔdPi的平均值ΔdB，当-dE＜ΔdB＜dE时，矿车处于匀速运行状态，未发生跑车；当ΔdB＞dE时，矿车处于加速运行状态，发生跑车，其中，dE为监测单元允许误差值。

[0079] 具体实施时，所述dE的取值为0.1m。

[0080] 本方法步骤102中所述图像处理计算机5检测监测区内每帧图像中的多个Harris角点时，对图像I(x,y)中的多个Harris角点的检测过程为：

[0081] 步骤1021、图像处理计算机5根据公式计算图像I(x,y)在x轴方向上的梯度Ix，并根据公式计算图像I(x,y)
在y轴方向上的梯度Iy；

[0082] 步骤1022、图像处理计算机5计算每个像素点上的相关矩阵其中，ω(x,y)为加权函数；

[0083] 步骤1023、图像处理计算机5根据公式R＝(ab-c2)-λ(a+b)2计算每个像素点的角点响应值R；其中，λ为经验常数，取值范围为0.04～0.06；

[0084] 步骤1024、图像处理计算机5在图像I(x,y)上中间位置处M×M的正方形范围内寻找角点响应值的极大值点，并将寻找到的角点响应值的极大值点定义为阈值，当像素点的角点响应值R大于阈值时，将该像素点确定为Harris角点。

[0085] 本方法步骤二中所述当监测单元监测到矿车发生跑车时，所述控制单元控制捕获单元工作，对跑车进行柔性制动的具体过程为：

[0086] 步骤201、所述PLC控制器6接收到图像处理计算机5传输的发生跑车的信号时，PLC控制器6输出控制信号到液压站7；

[0087] 步骤202、所述位移机构3中的液压缸3-5在液压站7的作用下工作，通过液压缸3-5的活塞杆将矿车轨道两旁的制动机构2和减速机构1沿着第三滑轨3-1、第四滑轨3-2和第五滑轨3-3推到矿车轨道上；

[0088] 具体实施时，所述PLC控制器6通过控制液压站7中的电磁换向阀，实现液压缸3-5活塞杆对制动机构2和减速机构1的推动。

[0089] 步骤203、当跑车到达所述减速机构1时，第一活动板1-4和第二活动板1-6对跑车车轮进行挤压，并通过第一弹簧1-5和第二弹簧1-7进行柔性减速；

[0090] 步骤204、减速后的跑车车轮到达车轮右半夹2-5和车轮左半夹2-6的张开处，在跑车的惯性作用下，带动滑块2-4沿着第一滑轨2-2和第二滑轨2-3移动，使得凸轮2-7与导杆2-10分开，车轮右半夹2-5和车轮左半夹2-6通过第三弹簧2-8的作用闭合将跑车车轮夹紧；

[0091] 步骤205、跑车车轮在第四弹簧2-12和第五弹簧2-13的弹力作用下进行柔性制动。

[0092] 本方法步骤204中所述车轮右半夹2-5和车轮左半夹2-6的张开具体过程为：

[0093] 步骤2041、所述制动机构2中的滑块2-4在第四弹簧2-12和第五弹簧2-13的弹力作用下在第一滑轨2-2和第二滑轨2-3上移动到靠近减速机构1的一端；

[0094] 步骤2042、随着所述滑块2-4的移动，滑块2-4上的凸轮2-7与导杆2-10接触，滑块2-4继续移动，因导杆2-10的限位，凸轮2-7由移动变为旋转，凸轮2-7的旋转会挤压滑块2-4上安装的车轮左半夹2-6，使车轮右半夹2-5和车轮左半夹2-6张开。

[0095] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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