一種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，通過在邁步式自移設(shè)備列車上安裝電液控制裝置、電磁閥驅(qū)動裝置、電磁先導(dǎo)閥和電液控?fù)Q向閥、紅外無線通訊裝置、遙控裝置、語音裝置、行程傳感裝置、傾角姿態(tài)傳感器、視頻采集傳輸裝置實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可通過就地控制、自動控制、遙控控制和遠(yuǎn)程控制這四種方式給電液控制裝置傳遞指令來驅(qū)動控制電磁先導(dǎo)閥和電液控?fù)Q向閥。操作人員可直接對電液控制裝置就地操作；可用遙控器實(shí)現(xiàn)遙控控制；可通過遠(yuǎn)程操作臺下發(fā)指令遠(yuǎn)程操作；可預(yù)設(shè)自動控制邏輯進(jìn)行自動控制。行程傳感器監(jiān)控列車千斤頂伸出的行程，保證列車兩側(cè)千斤頂油缸的伸縮同步性。傾角傳感器檢測設(shè)備姿態(tài)，傾角測量元件測得角度并反饋至控制系統(tǒng)。
【專利說明】
一種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，尤其涉及一種采用多種傳感器裝置反饋實(shí)現(xiàn)就地、自動、遙控和遠(yuǎn)程多種控制模式的煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]綜合機(jī)械化開采是煤礦開采技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，而設(shè)備列車的使用是工作面巷道自動化開采的重要標(biāo)志之一。目前，煤礦回采工作面所用的設(shè)備列車分為有軌設(shè)備列車和無軌邁步式設(shè)備列車兩類。相較于有軌列車，無軌邁步式設(shè)備列車無需鋪軌和絞車牽弓I，通過人工操作兩至三組手動閥進(jìn)行列車移動控制。在使用邁步式設(shè)備時(shí)，需要較多人員對操作閥進(jìn)行同步控制，來保證列車移動過程的平穩(wěn)性。然而人工手動操作的控制精度較低，具有隨機(jī)性風(fēng)險(xiǎn)，并且設(shè)備列車的移動會對操作人員和列車周邊設(shè)備維護(hù)人員帶來一定安全隱患。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，CN103244175A公開了一種煤礦井下無軌邁步式自移設(shè)備列車，該邁步式自移設(shè)備列車由平板車、邁步支腿腳掌、設(shè)置在平板車下方的平板車車輪和設(shè)置在平板車上面的防護(hù)架組成;但其沒有公開具有電液控制系統(tǒng)，沒有公開具有反饋決策的控制系統(tǒng)。
[0004]CN202966313U公開了一種自移無軌設(shè)備列車控制系統(tǒng)，它包括框架體、電液控制裝置和無線遙控裝置;其中所述的電液控制裝置包括控制器，隔爆兼本安電源，電磁閥驅(qū)動器，電液控?fù)Q向閥組及自動反沖洗過濾器;所述的無線遙控裝置包括遙控發(fā)射器與無線接收器，由上述無線遙控發(fā)射器通過無線接收器與上述控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述的控制器輸出端與電磁閥驅(qū)動器輸入端連接，電磁閥驅(qū)動器輸出端分別與電液控?fù)Q向閥組、自動反沖洗過濾器連接;但其沒有公開設(shè)備列車的具體控制方法，也沒有公開傳感器配置等技術(shù)配套內(nèi)容。
[0005]CN201503549U公開了一種井下牽引列車的控制裝置，包括電源、通訊部分、PLC監(jiān)測監(jiān)控部分、開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動部分，通訊部分的輸出端接PLC監(jiān)測監(jiān)控部分的輸入端，PLC監(jiān)測監(jiān)控部分的輸出端接開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動部分的輸入端;但其沒有公開液控部分的系統(tǒng)連接，也沒有公開具體的列車控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為保障設(shè)備列車控制的高效穩(wěn)定，降低操作人員及周邊人員安全風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明提出一種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，提升了設(shè)備列車運(yùn)行效率和安全穩(wěn)定性能。
[0007]—種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，通過在邁步式自移設(shè)備列車上安裝電液控制裝置、電磁閥驅(qū)動裝置、電磁先導(dǎo)閥和電液控?fù)Q向閥、紅外無線通訊裝置、遙控裝置、語音裝置、行程傳感裝置、傾角姿態(tài)傳感器、視頻采集傳輸裝置實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可通過就地控制、自動控制、遙控控制和遠(yuǎn)程控制這四種方式給電液控制裝置傳遞指令來驅(qū)動控制電磁先導(dǎo)閥和電液控?fù)Q向閥。操作人員可直接對電液控制裝置進(jìn)行就地操作;可利用遙控裝置實(shí)現(xiàn)對設(shè)備列車的控制;可直接通過遠(yuǎn)程操作臺下發(fā)控制命令遠(yuǎn)程操作;可采用預(yù)設(shè)自動控制邏輯進(jìn)行自動控制。行程傳感裝置用于監(jiān)控列車千斤頂伸出的行程，保證列車兩側(cè)千斤頂油缸的伸縮同步性。傾角傳感器用于檢測設(shè)備姿態(tài)，其接通電源后，傾角測量元件測得角度并輸出電信號。傾角傳感器安裝在設(shè)備列車上，當(dāng)設(shè)備列車擺動時(shí)，傾角傳感器也隨之運(yùn)動，將擺動角度轉(zhuǎn)換成電壓信息輸出，獲得擺動角度的位置，即得到設(shè)備列車的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息。
[0008]優(yōu)選電液控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)查詢兩種反饋方式。
[0009]優(yōu)選所述遙控裝置距離控制器的上限設(shè)定為5m。
[0010]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了就地控制、自動控制、遙控控制和遠(yuǎn)程控制四種控制模式，遙控控制和遠(yuǎn)程控制保障操作人員控制指令的安全有效;通過傳感器組實(shí)時(shí)檢測反饋設(shè)備各狀態(tài)指標(biāo)，控制系統(tǒng)接收并進(jìn)行邏輯判斷決策，解決了設(shè)備列車移動過程中左右推移千斤頂聯(lián)動控制問題，具備左右推移千斤頂油缸伸縮自動監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)了自動控制模式;在不同控制模式下實(shí)現(xiàn)了設(shè)備列車語音聯(lián)動預(yù)警功能，降低了設(shè)備列車移動對操作人員及周邊人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明所述煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)的連接簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0013]—種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，參見附圖1，控制系統(tǒng)包括在邁步式自移設(shè)備列車上安裝的電液控制裝置、電磁先導(dǎo)閥組、電磁閥驅(qū)動裝置、推移千斤頂先導(dǎo)閥、電液控?fù)Q向閥組1、電液控?fù)Q向閥組2、紅外無線通訊裝置、語音裝置、行程傳感裝置和傾角姿態(tài)傳感器，還具有監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)程操作臺、視頻采集裝置和遠(yuǎn)程的手持式遙控裝置。其中電磁閥驅(qū)動裝置、左右推移千斤頂先導(dǎo)閥、紅外無線通訊裝置、語音裝置、行程傳感裝置、傾角姿態(tài)傳感器分別連接在電液控制裝置上，接收電液控制裝置的動作指令并向其傳輸數(shù)據(jù)，電液控?fù)Q向閥組I連接在左右推移千斤頂先導(dǎo)閥上，電液控?fù)Q向閥組2通過電磁先導(dǎo)閥組連接到電磁閥驅(qū)動裝置上，由于功能上是需要，在一般情況下，兩電液控?fù)Q線閥組的動作需要同步。電液控制系統(tǒng)采用就地控制、自動控制、遙控控制和遠(yuǎn)程控制四種方式控制電磁先導(dǎo)閥和電液控?fù)Q向閥組。所謂就地控制是指通過手動操作電液控制系統(tǒng)進(jìn)行控制;所謂自動控制是指控制系統(tǒng)獲取各傳感裝置反饋，按預(yù)設(shè)的邏輯決策自動下發(fā)控制指令;所謂遙控是指通過操作遙控裝置來輸出工作指令，通過無線方式傳輸?shù)诫娨嚎刂葡到y(tǒng)進(jìn)行控制；所謂遠(yuǎn)程控制是指以視頻采集裝置反饋為依據(jù)，通過監(jiān)控主機(jī)或遠(yuǎn)程操作臺在監(jiān)控中心輸出工作指令，通過工業(yè)以太網(wǎng)到電液控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。操作人員可通過電液控制裝置、監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)程操作臺或遙控裝置實(shí)現(xiàn)對設(shè)備列車的控制。傾角傳感器用于檢測設(shè)備姿態(tài)，保證列車整體姿態(tài)正常;行程傳感裝置用于監(jiān)控列車千斤頂伸出的行程，保證列車兩側(cè)千斤頂油缸的伸縮同步性;紅外無線通訊裝置與遙控裝置在工作時(shí)建立無線連接，用于傳輸數(shù)據(jù);語音裝置預(yù)設(shè)存儲語音片段，可在電液控制裝置的控制下有選擇的播放。
[0014]具體操作過程如下:
[0015]首先，操作人員可通過直接操作電液控制裝置對設(shè)備列車進(jìn)行就地控制，對邁步式設(shè)備列車相應(yīng)的支撐、平衡、左右推移等功能進(jìn)行電液控制。
[0016]其次，操作人員通過遙控裝置對邁步式設(shè)備列車進(jìn)行控制。在遙控控制方式中，操作人員通過遙控裝置與紅外無線通訊裝置建立通訊。建立通訊的過程有兩種方式:1、在遙控裝置上以輸入支架編號的方式進(jìn)行選架;2、將遙控器與紅外無線通訊裝置近距離對位選架;通訊連接建立完成后，控制信號在距離紅外無線通訊裝置不大于5米的范圍內(nèi)有效。操作人員可通過遙控裝置對邁步式設(shè)備列車相應(yīng)的支撐、平衡、左右推移等功能進(jìn)行電液控制。電液控制裝置根據(jù)行程傳感裝置監(jiān)控的左右推移千斤頂?shù)纳斐鲂谐?，可對左右推移千斤頂先?dǎo)閥進(jìn)行同步打開控制，實(shí)現(xiàn)電液控?fù)Q向閥組的精確聯(lián)動功能。
[0017]當(dāng)遙控裝置與紅外無線通訊裝置距離大于5米時(shí)，電液控制裝置自動斷開與遙控裝置的連接，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，無任何動作功能輸出，避免了操作人員遠(yuǎn)離設(shè)備列車時(shí)的列車誤動作所做成的可能傷害。
[0018]第三，為電液控制裝置預(yù)設(shè)了自動控制邏輯，使邁步式設(shè)備列車協(xié)調(diào)自動執(zhí)行支持、平衡及左右推移功能，達(dá)到列車的穩(wěn)步移動。同時(shí)預(yù)設(shè)相應(yīng)的行程和傾角門限值，當(dāng)行程傳感器或傾角傳感器反饋值超出門限值時(shí)視為列車自動移動到位或姿態(tài)異常，系統(tǒng)可自行停止以等待后續(xù)指令。
[0019]第四，采用監(jiān)控主機(jī)作為邁步式設(shè)備列車控制中樞，其通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)收集傳感器信息和視頻信息，進(jìn)而利用遠(yuǎn)程操作臺發(fā)送控制信號到電液控制裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程感知邁步式設(shè)備列車狀況和遠(yuǎn)程控制功能。
[0020]礦用攝像儀的視頻數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)斤@示器顯示。視頻系統(tǒng)是一種集攝像頭、視頻編碼、視頻解碼、視頻顯示、操作臺、通信于一體的設(shè)備，具體的功能為理由視頻攝像頭捕捉到的圖像，將圖像轉(zhuǎn)為數(shù)字信號傳輸至解碼部分，再經(jīng)過解碼后顯示在視頻顯示上。
[0021 ]電液控制裝置根據(jù)控制的電磁先導(dǎo)閥組的功能自動匹配語音裝置的播放內(nèi)容，當(dāng)左右推移千斤頂伸縮動作時(shí)，優(yōu)先重復(fù)播放設(shè)備列車移動語音內(nèi)容，直至左右推移千斤頂伸縮動作結(jié)束，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備列車移動過程中語音聯(lián)動預(yù)警，保證了環(huán)境復(fù)雜的井下工作面的人員設(shè)備安全。
[0022]操作人員可通過遙控裝置或電液控裝置本地近距離控制，通過監(jiān)控主機(jī)或遠(yuǎn)程操作臺遠(yuǎn)程控制，同時(shí)對電液控?fù)Q向閥組I和電液控?fù)Q向閥組2所控制的功能進(jìn)行聯(lián)動操作，保證兩者的動作同步。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，其特征在于:具有行程傳感器、傾角傳感器檢測設(shè)備列車姿態(tài)功能，并具有實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)查詢兩種反饋方式。2.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，其特征在于:根據(jù)列車動作自動匹配語音裝置的播放內(nèi)容。3.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，其特征在于:采用礦用本質(zhì)安全型攝像儀將視頻數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降V用本質(zhì)安全型顯示器顯示。4.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下邁步式設(shè)備列車控制系統(tǒng)，其特征在于:采用就地控制、自動控制、遙控控制和遠(yuǎn)程控制四種控制模式。5.如權(quán)利要求4所述的就地控制模式，其特征在于:手動操控控制器人機(jī)界面，對邁步式設(shè)備列車相應(yīng)的支撐、平衡、左右推移等功能進(jìn)行電液控制。6.如權(quán)利要求4所述的自動控制模式，其特征在于:控制系統(tǒng)設(shè)定自動控制邏輯，使邁步式設(shè)備列車在無人干預(yù)情況下協(xié)調(diào)自動執(zhí)行支持、平衡及左右推移功能。7.如權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)程控制模式，其特征在于:操作監(jiān)控主機(jī)或遠(yuǎn)程操作臺通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制設(shè)備列車。8.如權(quán)利要求4所述的遙控控制模式，其特征在于:通過遙控裝置與紅外無線通訊裝置建立近距離通訊連接;通過遙控裝置對邁步式設(shè)備列車進(jìn)行電液控制，電液控制裝置根據(jù)行程傳感裝置監(jiān)控的左、右推移千斤頂?shù)纳斐鲂谐?，對左、右推移千斤頂先?dǎo)閥進(jìn)行同步打開控制。9.如權(quán)利要求8所述的遙控控制模式，其特征在于:所述設(shè)定距離為5m，當(dāng)遙控裝置與紅外無線通訊裝置距離大于設(shè)定距離時(shí)，電液控制裝置自動斷開與遙控裝置的連接，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
【文檔編號】E21F13/00GK106050299SQ201610315992
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】劉清, 魏文艷, 李重重, 姚鈺鵬, 王峰, 李旭, 崔耀, 李首濱, 黃曾華, 牛劍峰, 李俊士, 田成金, 畢東柱, 王旭鳴, 張科學(xué)
【申請人】北京煤科天瑪自動化科技有限公司