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基于UWB精准定位的防碰撞预警装置
申请号	CN202311548452.9	申请日	2023-11-20	公开(公告)号	CN117854315A	公开(公告)日	2024-04-09
申请人	淮北矿业股份有限公司;			发明人	郝明警; 段鹏; 张华; 李龙; 梁成刚; 罗晓宇; 强鑫; 黄胜; 刘时茂;
摘要	本发明提供了基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，属于煤矿井下定位技术领域。包括固定壳体、UWB定位读卡器以及UWB 电子标签卡，所述UWB定位读卡器卡合在所述固定壳体内，所述固定壳体的一侧滑动连接有夹持支架，且背面上固定有两个承载块，所述夹持支架的一侧套装有两个弹性件，且一端固定有夹持片，所述夹持片的一侧抵紧在所述UWB定位读卡器上，所述承载块上铰接有转动支架，所述转动支架的一侧固定有矩形板，UWB定位读卡器固定在井下的车辆上，能够远距离识别UWB电子标签卡的信息，井下车辆在移动过程中，可对佩戴UWB电子标签卡的人员及时发出报警，通过报警器进行预警提示，警示驾驶员注意安全，避免发生碰撞。
权利要求	1.基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，包括固定壳体(1)、UWB定位读卡器(2)以及UWB 电子标签卡(3)，所述UWB定位读卡器(2)卡合在所述固定壳体(1)内，所述固定壳体(1)的一侧滑动连接有夹持支架(4)，且背面上固定有两个承载块(7)，所述夹持支架(4)的一侧套装有两个弹性件(5)，且一端固定有夹持片(6)，所述夹持片(6)的一侧抵紧在所述UWB定位读卡器(2)上，所述承载块(7)上铰接有转动支架(8)，所述转动支架(8)的一侧固定有矩形板(9)，所述矩形板(9)上固定有两个磁铁块(10)；所述固定壳体(1)的一侧固定有安装座(11)，且另一侧固定有电源连接模块(21)，所述安装座(11)上安装有报警器(12)，所述电源连接模块(21)通过设有的导线分别与所述UWB定位读卡器(2)以及所述报警器(12)电性连接。 2.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述弹性件(5)包括弹簧(51)和两个环形片(52)，两个所述环形片(52)以及所述弹簧(51)均套装在所述夹持支架(4)上，所述弹簧(51)的两端分别固定在两个所述环形片(52)上，两个所述环形片(52)分别固定在所述固定壳体(1)与所述夹持支架(4)的表面上。 3.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述夹持片(6)的表面上固定有橡胶垫片(13)，所述橡胶垫片(13)上开设有防滑槽(14)，所述夹持片(6)上固定有L形限位块(15)，所述L形限位块(15)的一侧抵紧在所述UWB定位读卡器(2)上。 4.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述固定壳体(1)内设置有泡沫垫(20)，所述UWB定位读卡器(2)的表面与所述泡沫垫(20)表面相接触。 5.根据权利要求4所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述泡沫垫(20)与所述固定壳体(1)的下表面上开设有若干等距分布的散热孔(16)。 6.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述转动支架(8)包括第一转动块(81)和第二转动块(82)，所述第一转动块(81)的两端插装在所述承载块(7)上，所述第二转动块(82)的两侧插装在所述第一转动块(81)上，且一侧与所述矩形板(9)固定连接。 7.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述矩形板(9)的表面上固定有3M粘接层(17)。 8.根据权利要求6所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述第二转动块(82)与所述矩形板(9)之间固定有多个对称分布的三角肋板(18)。 9.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述安装座(11)上设置有限位环(19)，所述报警器(12)卡合在所述限位环(19)内。 10.根据权利要求1所述的基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，其特征在于，所述固定壳体(1)为塑料壳体，所述UWB电子标签卡(3)与所述UWB定位读卡器(2)相互感应，所述UWB定位读卡器(2)的感应范围50‑60米。
说明书全文	基于UWB精准定位的防碰撞预警装置技术领域 [0001] 本发明涉及煤矿井下定位技术领域，具体而言，涉及基于UWB精准定位的防碰撞预警装置。背景技术 [0002] 在煤矿生产中，井下开采方式是最为重要的方式，因此研究井下开采技术具有很重要的现实意义。井下开采技术的应用必须适应于煤矿地质和煤层分布的情况。并提前制定好开采方案，确定设备的应用和支护方式。在露天开采中，一般采用直接开采方式，但在井下开采中由于受环境、设备等条件制约，通常采用从上到下的开采方式。 [0003] 井下辅助运输系统车辆多、线路长、视线差，井下条件比较差，大多运输机车与行人共用巷道，容易存在人车碰撞风险，行车安全性低，容易造成事故的发生，影响煤矿的开采。发明内容 [0004] 为了弥补以上不足，本发明提供了基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，旨在改善井下辅助运输系统车辆多、线路长、视线差，井下条件比较差，大多运输机车与行人共用巷道，容易存在人车碰撞风险，行车安全性低，容易造成事故的发生，影响煤矿的开采问题。 [0005] 本发明实施例提供了基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，包括固定壳体、UWB定位读卡器以及UWB 电子标签卡，所述UWB定位读卡器卡合在所述固定壳体内，所述固定壳体的一侧滑动连接有夹持支架，且背面上固定有两个承载块，所述夹持支架的一侧套装有两个弹性件，且一端固定有夹持片，所述夹持片的一侧抵紧在所述UWB定位读卡器上，所述承载块上铰接有转动支架，所述转动支架的一侧固定有矩形板，所述矩形板上固定有两个磁铁块； [0006] 所述固定壳体的一侧固定有安装座，且另一侧固定有电源连接模块，所述安装座上安装有报警器，所述电源连接模块通过设有的导线分别与所述UWB定位读卡器以及所述报警器电性连接。 [0007] 在上述实现过程中，UWB电子标签卡能够按照设定的通信频率向定位基站发送脉冲信息，从而实现佩戴人员的实时精确定位，UWB定位读卡器固定在井下的车辆上，能够远距离识别UWB电子标签卡的信息，井下车辆在移动过程中，可对佩戴UWB电子标签卡的人员及时发出报警，通过报警器进行预警提示，警示驾驶员注意安全，避免发生碰撞，通过固定壳体上滑动连接的夹持支架通过两个弹性件的配合，方便将UWB定位读卡器牢牢夹持在固定壳体内，提高夹持的牢固性能，通过矩形板上设置的两个磁铁块可方便吸附在井下车辆上，方便UWB定位读卡器安装在井下车辆上，通过两个承载块上铰接的转动支架，方便调节固定壳体内安装的UWB定位读卡器的使用角度，通过安装座便于对报警器进行固定，通过电源连接模块方便使用车载电源为UWB定位读卡器以及报警器进行供电，保障装置的正常使用 [0008] 在具体的实施方案中，所述弹性件包括弹簧和两个环形片，两个所述环形片以及所述弹簧均套装在所述夹持支架上，所述弹簧的两端分别固定在两个所述环形片上，两个所述环形片分别固定在所述固定壳体与所述夹持支架的表面上。 [0009] 在上述实现过程中，弹簧的反作用力抵紧在两个环形片上，能够带动夹持支架在固定壳体上滑动，从而推动夹持片抵紧在UWB定位读卡器上，方便对UWB定位读卡器进行夹持固定。 [0010] 在具体的实施方案中，所述夹持片的表面上固定有橡胶垫片，所述橡胶垫片上开设有防滑槽，所述夹持片上固定有L形限位块，所述L形限位块的一侧抵紧在所述UWB定位读卡器上。 [0011] 在上述实现过程中，夹持片表面上固定的橡胶垫片能够减小夹持片对UWB定位读卡器表面造成的磨损，提高防护性能，通过L形限位块能够限制UWB定位读卡器竖直移动的位置，从而将其牢牢卡合在固定壳体内。 [0012] 在具体的实施方案中，所述固定壳体内设置有泡沫垫，所述UWB定位读卡器的表面与所述泡沫垫表面相接触。 [0013] 在上述实现过程中，泡沫垫能够减小UWB定位读卡器受到的外力作用，减小震动，提高防护性能。 [0014] 在具体的实施方案中，所述泡沫垫与所述固定壳体的下表面上开设有若干等距分布的散热孔。 [0015] 在上述实现过程中，通过泡沫垫和固定壳体的下表面上设置的散热孔，有利于UWB定位读卡器工作时热量的散发。 [0016] 在具体的实施方案中，所述转动支架包括第一转动块和第二转动块，所述第一转动块的两端插装在所述承载块上，所述第二转动块的两侧插装在所述第一转动块上，且一侧与所述矩形板固定连接。 [0017] 在上述实现过程中，通过第一转动块和第二转动块的配合，方便对矩形板以及固定壳体的工作角度进行调整，从而对装置的使用。 [0018] 在具体的实施方案中，所述矩形板的表面上固定有3M粘接层17。 [0019] 在上述实现过程中，通过3M粘接层方便矩形板粘接在井下车辆上，方便对固定壳体进行固定。 [0020] 在具体的实施方案中，所述第二转动块与所述矩形板之间固定有多个对称分布的三角肋板。 [0021] 在上述实现过程中，通过三角肋板大大增加第二转动块与矩形板之间的连接强度，延长装置的使用寿命。 [0022] 在具体的实施方案中，所述安装座上设置有限位环，所述报警器卡合在所述限位环内。 [0023] 在上述实现过程中，通过限位环能够限制报警器的安装位置，提高防脱落效果。 [0024] 在具体的实施方案中，所述固定壳体为塑料壳体，所述UWB电子标签卡与所述UWB定位读卡器相互感应，所述UWB定位读卡器的感应范围50‑60米。 [0025] 在上述实现过程中，塑料壳体材料轻，加工方便且成本低，通过UWB电子标签卡与所述UWB定位读卡器相互感应可远距离进行定位识别。 [0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果： [0027] 该基于UWB精准定位的防碰撞预警装置中，UWB电子标签卡能够按照设定的通信频率向定位基站发送脉冲信息，从而实现佩戴人员的实时精确定位，UWB定位读卡器固定在井下的车辆上，能够远距离识别UWB电子标签卡的信息，井下车辆在移动过程中，可对佩戴UWB电子标签卡的人员及时发出报警，通过报警器进行预警提示，警示驾驶员注意安全，避免发生碰撞，通过固定壳体上滑动连接的夹持支架通过两个弹性件的配合，方便将UWB定位读卡器牢牢夹持在固定壳体内，提高夹持的牢固性能，通过矩形板上设置的两个磁铁块可方便吸附在井下车辆上，方便UWB定位读卡器安装在井下车辆上，通过两个承载块上铰接的转动支架，方便调节固定壳体内安装的UWB定位读卡器的使用角度，通过安装座便于对报警器进行固定，通过电源连接模块方便使用车载电源为UWB定位读卡器以及报警器进行供电，保障装置的正常使用。附图说明 [0028] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0029] 图1是本发明实施方式提供的结构示意图之一； [0030] 图2为本发明实施方式提供的结构示意图之二； [0031] 图3为本发明实施方式提供的结构示意图之三； [0032] 图4为图3中A处局部放大图。 [0033] 图中：1、固定壳体；2、UWB定位读卡器；3、UWB电子标签卡；4、夹持支架；5、弹性件；51、弹簧；52、环形片；6、夹持片；7、承载块；8、转动支架；81、第一转动块；82、第二转动块；9、矩形板；10、磁铁块；11、安装座；12、报警器；13、橡胶垫片；14、防滑槽；15、L形限位块；16、散热孔；17、3M粘接层；18、三角肋板；19、限位环；20、泡沫垫；21、电源连接模块。具体实施方式 [0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。 [0035] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。 [0036] 请参阅图1‑图4，本发明提供基于UWB精准定位的防碰撞预警装置，包括固定壳体1、UWB定位读卡器2以及UWB电子标签卡3，UWB定位读卡器2卡合在固定壳体1内，固定壳体1的一侧滑动连接有夹持支架4，且背面上固定有两个承载块7，夹持支架4的一侧套装有两个弹性件5，且一端固定有夹持片6，夹持片6的一侧抵紧在UWB定位读卡器2上，承载块7上铰接有转动支架8，转动支架8的一侧固定有矩形板9，矩形板9上固定有两个磁铁块10，UWB电子标签卡3能够按照设定的通信频率向定位基站发送脉冲信息，从而实现佩戴人员的实时精确定位，UWB定位读卡器2固定在井下的车辆上，能够远距离识别UWB电子标签卡3的信息，井下车辆在移动过程中，可对佩戴UWB电子标签卡3的人员及时发出报警，通过报警器12进行预警提示，警示驾驶员注意安全，避免发生碰撞，通过固定壳体1上滑动连接的夹持支架4通过两个弹性件5的配合，方便将UWB定位读卡器2牢牢夹持在固定壳体1内，提高夹持的牢固性能，通过矩形板9上设置的两个磁铁块10可方便吸附在井下车辆上，方便UWB定位读卡器2安装在井下车辆上，其中弹性件5包括弹簧51和两个环形片52，两个环形片52以及弹簧51均套装在夹持支架4上，弹簧51的两端分别固定在两个环形片52上，两个环形片52分别固定在固定壳体1与夹持支架4的表面上，弹簧51的反作用力抵紧在两个环形片52上，能够带动夹持支架4在固定壳体1上滑动，从而推动夹持片6抵紧在UWB定位读卡器2上，方便对UWB定位读卡器2进行夹持固定； [0037] 固定壳体1的一侧固定有安装座11，且另一侧固定有电源连接模块21，安装座11上安装有报警器12，电源连接模块21通过设有的导线分别与UWB定位读卡器2以及报警器12电性连接，通过两个承载块7上铰接的转动支架8，方便调节固定壳体1内安装的UWB定位读卡器2的使用角度，通过安装座11便于对报警器12进行固定，通过电源连接模块21方便使用车载电源为UWB定位读卡器2以及报警器12进行供电，保障装置的正常使用 [0038] 在具体的实施方案中，夹持片6的表面上固定有橡胶垫片13，橡胶垫片13上开设有防滑槽14，夹持片6上固定有L形限位块15，L形限位块15的一侧抵紧在UWB定位读卡器2上，夹持片6表面上固定的橡胶垫片13能够减小夹持片6对UWB定位读卡器2表面造成的磨损，提高防护性能，通过L形限位块15能够限制UWB定位读卡器2竖直移动的位置，从而将其牢牢卡合在固定壳体1内。 [0039] 在本发明中，固定壳体1内设置有泡沫垫20，UWB定位读卡器2的表面与泡沫垫20表面相接触，泡沫垫20能够减小UWB定位读卡器2受到的外力作用，减小震动，提高防护性能。 [0040] 在具体的实施方案中，泡沫垫20与固定壳体1的下表面上开设有若干等距分布的散热孔16，通过泡沫垫20和固定壳体1的下表面上设置的散热孔16，有利于UWB定位读卡器2工作时热量的散发。 [0041] 在本发明中，转动支架8包括第一转动块81和第二转动块82，第一转动块81的两端插装在承载块7上，第二转动块82的两侧插装在第一转动块81上，且一侧与矩形板9固定连接，通过第一转动块81和第二转动块82的配合，方便对矩形板9以及固定壳体1的工作角度进行调整，从而对装置的使用。 [0042] 在具体的实施方案中，矩形板9的表面上固定有3M粘接层17，通过3M粘接层17方便矩形板9粘接在井下车辆上，方便对固定壳体1进行固定。 [0043] 在具体设置时，第二转动块82与矩形板9之间固定有多个对称分布的三角肋板18，通过三角肋板18大大增加第二转动块82与矩形板9之间的连接强度，延长装置的使用寿命。 [0044] 在本发明中，安装座11上设置有限位环19，报警器12卡合在限位环19内，通过限位环19能够限制报警器12的安装位置，提高防脱落效果。 [0045] 在具体的实施方案中，固定壳体1为塑料壳体，UWB电子标签卡3与UWB定位读卡器2相互感应，UWB定位读卡器2的感应范围50‑60米，塑料壳体材料轻，加工方便且成本低，通过UWB电子标签卡3与UWB定位读卡器2相互感应可远距离进行定位识别。 [0046] 该基于UWB精准定位的防碰撞预警装置的工作原理：通过固定壳体1上滑动连接的夹持支架4通过两个弹性件5的配合，方便将UWB定位读卡器2牢牢夹持在固定壳体1内，提高夹持的牢固性能，通过矩形板9上设置的两个磁铁块10可方便吸附在井下车辆上，方便UWB定位读卡器2安装在井下车辆上，通过两个承载块7上铰接的转动支架8，方便调节固定壳体1内安装的UWB定位读卡器2的使用角度，通过安装座11便于对报警器12进行固定，通过电源连接模块21方便使用车载电源为UWB定位读卡器2以及报警器12进行供电，保障装置的正常使用，UWB电子标签卡3能够按照设定的通信频率向定位基站发送脉冲信息，从而实现佩戴人员的实时精确定位，UWB定位读卡器2固定在井下的车辆上，能够远距离识别UWB电子标签卡3的信息，井下车辆在移动过程中，可对佩戴UWB电子标签卡3的人员及时发出报警，通过报警器12进行预警提示，警示驾驶员注意安全，避免发生碰撞。 [0047] 需要说明的是，UWB定位读卡器2、UWB电子标签卡3和报警器12具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。 [0048] 以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0049] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。