專利名稱：遠(yuǎn)程有線遙控防爆扒渣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦用機械技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的礦石扒裝設(shè)備，具體是一種可遠(yuǎn)距離控制，采集礦山礦石、隧道碎石的遙控防爆扒渣機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的礦用機械一般都需要駕駛員在現(xiàn)場駕駛，由于斜巷道礦洞內(nèi)環(huán)境惡劣，粉塵較大，空氣質(zhì)量差，噪音大，時有松動礦石掉落，在煤礦里還有易爆氣體瓦斯存在，礦難事故時有發(fā)生，在現(xiàn)場作業(yè)過程中很難保證駕駛員的安全。因此研究一種將控制室設(shè)在遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場的地面上、且煤礦內(nèi)的設(shè)備必須具有防爆功能、同時駕駛員可在地面上對扒渣機進行遠(yuǎn)程有線遙控作業(yè)的防爆扒渣機是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種遠(yuǎn)程有線遙控防爆扒渣機，既能保證扒渣機在斜巷道礦洞內(nèi)正?？煽康厥┕?，又能為駕駛員提供一個安全舒適的操作環(huán)境。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括控制室和電子控制柜及電液比例控制系統(tǒng)、監(jiān)控顯不系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與機械系統(tǒng)，所述的控制室安放在地面上，控制室內(nèi)安裝有電子控制柜、副顯示器、駕駛椅。所述電子控制柜包括單軸電子比例控制手柄一、單軸電子比例控制手柄二、十字電子比例控制手柄一、十字電子比例控制手柄二、監(jiān)控顯示系統(tǒng)的后端設(shè)備及主顯示器、控制開關(guān)按鈕及電氣控制系統(tǒng)；
所述電液比例控制系統(tǒng)包括四個電子比例控制手柄和安裝于電液控制箱內(nèi)的電液比例多路控制閥組；其中的十字電子比例控制手柄一、十字電子比例控制手柄二分別能上、下、左、右搖擺，分別通過四聯(lián)電磁比例換向閥控制鏟斗油缸、斗桿油缸、升降油缸及大臂油缸、回轉(zhuǎn)油缸，實現(xiàn)機械手的平穩(wěn)柔和無沖擊扒裝作業(yè)；十字電子比例控制手柄一、十字電子比例控制手柄二各自帶一個用于控制輸送帶的提升和下降的按鈕開關(guān)；用于控制轉(zhuǎn)向油缸的單軸電子比例控制手柄一經(jīng)電磁比例換向閥二與轉(zhuǎn)向油缸連接；用于控制行走液壓馬達(dá)的單軸電子比例控制手柄二經(jīng)電磁比例換向閥一與行走液馬達(dá)連接；用于液壓滾筒馬達(dá)起動的按鈕經(jīng)電磁換向閥與液壓滾筒馬達(dá)連接；
所述監(jiān)控顯示系統(tǒng)為隔爆防爆結(jié)構(gòu)，主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端顯示設(shè)備組成；前端監(jiān)視設(shè)備包括兩個為駕駛員的操作提供扒渣機前方的作業(yè)場景和機械手運動狀況的主防爆攝像機、兩個監(jiān)控后方輸送皮帶運料情況、運料車裝載情況及扒渣機倒車時的路況的副防爆攝像機，攝像頭安裝在龍門架上；所述傳輸設(shè)備包括有源雙絞線視頻發(fā)射器、有源雙絞線視頻接收器、有源雙絞線、畫面分割器與電子穩(wěn)像器，發(fā)射器安裝在防爆箱內(nèi)，接收器、畫面分割器、電子穩(wěn)像器均安裝在電子控制柜內(nèi)；所述后端顯示設(shè)備為主顯示器、副顯示器； 所述液壓系統(tǒng)包括雙聯(lián)齒輪泵、液壓滾筒馬達(dá)、行走液壓馬達(dá)、鏟斗油缸、斗桿油缸、升降油缸及大臂油缸、回轉(zhuǎn)油缸、轉(zhuǎn)向油缸、液壓油箱、液壓閥，液壓油通過電磁比例換向閥進入鏟斗油缸、斗桿油缸、大臂油缸、回轉(zhuǎn)油缸、行走液壓馬達(dá)、轉(zhuǎn)向油缸、液壓滾筒馬達(dá)；
所述機械系統(tǒng)包括機械手裝置、輸送裝置、行走和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，機械手裝置的各部分之間均通過鉸軸連接，回轉(zhuǎn)體固定在龍門架上，龍門架焊接在輸送架上，回轉(zhuǎn)油缸動作驅(qū)動回轉(zhuǎn)體繞支座使機械手裝置整體實現(xiàn)橫向轉(zhuǎn)動；大臂油缸動作驅(qū)動大臂繞其與回轉(zhuǎn)體的鉸軸作縱向轉(zhuǎn)動，斗桿油缸驅(qū)動斗桿繞其與大臂的鉸軸轉(zhuǎn)動；鏟斗油缸驅(qū)動鏟斗繞其與斗桿的鉸軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)挖掘與卸料；輸送裝置包括輸送架、鏟刀、輸送皮帶、液壓滾筒，輸送架安裝在底盤架上；行走和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括底盤架、車橋、輪胎、電機、傳動系，底盤架一端與后輪的車橋相連，另一端與前輪的車橋相連，變速箱、行走液壓馬達(dá)、轉(zhuǎn)向油缸均固定安裝在底盤架上，行走液壓馬達(dá)與變速箱連接，變速箱通過傳動軸與后輪的車橋上的差速器相連接，轉(zhuǎn)向油缸通過鉸軸與前輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連。本發(fā)明的工作原理是:駕駛員在地面上觀察顯示屏，通過電子比例控制手柄操作，電子比例控制手柄發(fā)出的電子比例信號或開關(guān)信號，通過500米左右的屏蔽電纜線，控制電磁比例多路換向閥操縱油缸和馬達(dá)，實現(xiàn)機械手的平穩(wěn)柔和無沖擊運動，從而進行扒渣機的礦石、碎石扒裝作業(yè)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
O具有雙控模式，即具有遠(yuǎn)距離地面控制和現(xiàn)場控制兩種控制方式；
2)遠(yuǎn)距離有線控制信號穩(wěn)定，遠(yuǎn)程控制距離可達(dá)500m以上；
3)采用電液比例控制，操作平穩(wěn)柔和無沖擊；
4)監(jiān)控系統(tǒng)全方位監(jiān)控視角寬廣，監(jiān)控圖像穩(wěn)定，有利于駕駛員在地面控制室內(nèi)操
作；
5)控制室在地面上，為駕駛員提供了一個安全舒適的操作環(huán)境；
6)可在煤礦等易爆環(huán)境下作業(yè)，具有防爆功能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是本發(fā)明的控制室結(jié)構(gòu)簡圖。圖3是電液控制系統(tǒng)原理圖。圖4是電子控制柜結(jié)構(gòu)簡圖。圖5為本發(fā)明的防爆監(jiān)控系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明包括控制室21和電子控制柜18及電液比例控制系統(tǒng)、監(jiān)控顯不系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與機械系統(tǒng)。控制室21安放在地面上，控制室21與扒渣機之間通過500米以上的屏蔽電纜線相連，可為駕駛員的操作提供一個舒適的操作環(huán)境，控制室21內(nèi)安裝有電子控制柜18、15寸的副顯示器20、駕駛椅19。電子控制柜18包括單軸電子比例控制手柄一 35、單軸電子比例控制手柄二 22、十字電子比例控制手柄一 25、十字電子比例控制手柄二 34、監(jiān)控顯示系統(tǒng)的后端設(shè)備及主顯示器23、控制開關(guān)按鈕24及電氣控制系統(tǒng)。監(jiān)控顯示系統(tǒng)為隔爆防爆結(jié)構(gòu)，主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端顯示設(shè)備組成；前端監(jiān)視設(shè)備包括兩個為駕駛員的操作提供扒渣機前方的作業(yè)場景和機械手運動狀況的主防爆攝像機、兩個監(jiān)控后方輸送皮帶運料情況、運料車裝載情況及扒渣機倒車時的路況的副防爆攝像機，四個攝像頭8安裝在龍門架9上，兩個向前，兩個向后，分別攝取前、后的圖像；傳輸設(shè)備包括有源雙絞線發(fā)射器、有源雙絞線接收器、有源雙絞線、畫面分割器與電子穩(wěn)像器，發(fā)射器安裝在防爆箱13內(nèi)，接收器、畫面分割器、電子穩(wěn)像器均安裝在電子控制柜18內(nèi)；后端顯示設(shè)備為主顯示器23、副顯示器20，15寸的副顯示器20安裝在控制室內(nèi)，19寸的主顯示器23安裝在電子控制柜18上。作業(yè)時，通過攝像頭采集現(xiàn)場的圖像傳輸?shù)斤@示器上，駕駛員主要通過主顯示器23獲得現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境進行操作。監(jiān)控顯示系統(tǒng)主要用于實時監(jiān)視礦斜巷道的工作情況，遠(yuǎn)程監(jiān)視距離為500米。此系統(tǒng)用于礦井需要考慮防爆，即防止攝像機等電子設(shè)備工作時發(fā)出的電弧引爆周圍的可燃?xì)怏w，因此采用隔爆防爆形式的防爆監(jiān)控系統(tǒng)。防爆監(jiān)控系統(tǒng)布置方案如圖5所示，由四個防爆攝像頭8分別收集圖像，通過有源雙絞線視頻發(fā)射器，由一條超五類非屏蔽雙絞線傳輸，經(jīng)有源雙絞線視頻接收器接收信號，把一路信號送入電子穩(wěn)像器后，最后接入一臺19寸主顯視器23上顯示，另外三路信號通過一個畫面分割器的處理，接入一臺15寸副顯視器20上顯示。15寸副顯視器20的畫面被分為三部分，分別顯示三個攝像頭采集的畫面，19寸主顯視器23顯示一個主畫面，駕駛員主要觀察19寸的主顯視器23，兼顧15寸的副顯示器20的畫面內(nèi)容來進行礦料的扒裝作業(yè)作業(yè)。電液比例控制系統(tǒng)包括四個電子比例控制手柄和安裝于電液控制箱內(nèi)的電液比例多路控制閥組16;其中的十字電子比例控制手柄一 25、十字電子比例控制手柄二 34分別能上、下、左、右搖擺，分別通過四聯(lián)電磁比例換向閥28控制鏟斗油缸2、斗桿油缸4、升降油缸12及大臂油缸6、回轉(zhuǎn)油缸15，實現(xiàn)機械手的平穩(wěn)柔和無沖擊扒裝作業(yè)；十字電子比例控制手柄一 25、十字電子比例控制手柄二 34各自帶一個用于控制輸送帶的提升和下降的按鈕開關(guān)；用于控制轉(zhuǎn)向油缸29的單軸電子比例控制手柄一 35經(jīng)電磁比例換向閥二 31與轉(zhuǎn)向油缸29連接；用于控制行走液壓馬達(dá)27的單軸電子比例控制手柄二 22經(jīng)電磁比例換向閥一 26與行走液馬達(dá)27連接；用于液壓滾筒馬達(dá)30起動的按鈕33經(jīng)電磁換向閥32與液壓滾筒馬達(dá)30連接。液壓系統(tǒng)的主要功能是傳遞電機的功率，為機械手裝置和皮帶輸送裝置的工作提供動力，為扒渣機的行走和轉(zhuǎn)向提供動力。包括雙聯(lián)齒輪泵、液壓滾筒馬達(dá)30、行走液壓馬達(dá)27、鏟斗油缸2、斗桿油缸4、大臂油缸6、回轉(zhuǎn)油缸15、升降油缸12、轉(zhuǎn)向油缸29、液壓油箱、液壓閥，液壓油通過電磁比例換向閥進入鏟斗油缸2、斗桿油缸4、大臂油缸6、回轉(zhuǎn)油缸15、升降油缸12、行走液壓馬達(dá)27、轉(zhuǎn)向油缸29、液壓滾筒馬達(dá)30，推動各油缸的活塞桿移動，通過閥芯移動方向不同控制各個閥口的啟閉，以控制液壓油進入活塞桿不同的腔體，從而實現(xiàn)活塞桿的伸縮。機械系統(tǒng)包括機械手裝置、輸送裝置、行走和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，機械手裝置的各部分之間均通過鉸軸連接，回轉(zhuǎn)體7固定在龍門架9上，龍門架9焊接在輸送架10上，回轉(zhuǎn)油缸15動作驅(qū)動回轉(zhuǎn)體7繞支座使機械手裝置整體實現(xiàn)橫向轉(zhuǎn)動；大臂油缸6動作驅(qū)動大臂5繞其與回轉(zhuǎn)體7的鉸軸作縱向轉(zhuǎn)動，斗桿油缸4驅(qū)動斗桿3繞其與大臂5的鉸軸轉(zhuǎn)動；鏟斗油缸2驅(qū)動鏟斗I繞其與斗桿3的鉸軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)挖掘與卸料，各動作相互配合可使機械手裝置在工作空間的任意范圍內(nèi)完成挖掘與卸料作業(yè)；輸送裝置的主要功能是將礦料連續(xù)不斷地輸送至料車的料斗中，包括輸送架10、鏟刀、輸送皮帶、液壓滾筒11，輸送架10安裝在底盤架14上；行走和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括底盤架14、車橋、輪胎、電機、傳動系，底盤架14 一端與后輪的車橋相連，另一端與前輪的車橋相連，變速箱、行走液壓馬達(dá)27、轉(zhuǎn)向油缸29均固定安裝在底盤架14上，行走液壓馬達(dá)27與變速箱連接，變速箱通過傳動軸與后輪的車橋上的差速器相連接，轉(zhuǎn)向油缸29通過鉸軸與前輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連。本發(fā)明通過電子比例控制手柄和按鈕開關(guān)發(fā)出電信號到電磁換向閥，使得電磁換向閥閥芯移動打開電磁換向閥的閥口，液壓油通過電磁換向閥進入行走液壓馬達(dá)27、升降油缸12、液壓滾筒馬達(dá)30，推動油缸活塞桿移動，帶動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。行走液壓馬達(dá)27驅(qū)動扒渣機的行走系統(tǒng)實現(xiàn)行走功能，轉(zhuǎn)向油缸29的伸縮實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向功能，升降油缸12可以調(diào)整輸送裝置的高度，液壓滾筒馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動液壓滾筒11旋轉(zhuǎn)，從而帶動皮帶將礦料輸送至接料的料車上。本發(fā)明所采用的各種電器元件都是防爆的，此外還配有防爆電箱13，電源線接口都設(shè)置在防爆箱里面，防爆電箱13起到隔爆作用。 本發(fā)明在地下操作時通過扳動電磁換向閥和電磁比例換向閥的手柄來控制換向閥閥芯移動，從而起到換向的作用。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程有線遙控防爆扒渣機，其特征在于:包括控制室(21)和電子控制柜(18)及電液比例控制系統(tǒng)、監(jiān)控顯示系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與機械系統(tǒng)，所述的控制室(21)安放在地面上，控制室(21)內(nèi)安裝有電子控制柜(18)、副顯示器(20)、駕駛椅(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程有線遙控防爆扒渣機，其特征在于: 所述電子控制柜(18)包括單軸電子比例控制手柄一(35)、單軸電子比例控制手柄二(22)、十字電子比例控制手柄一(25)、十字電子比例控制手柄二(34)、監(jiān)控顯示系統(tǒng)的后端設(shè)備及主顯示器(23)、控制開關(guān)按鈕(24)及電氣控制系統(tǒng)； 所述電液比例控制系統(tǒng)包括四個電子比例控制手柄和安裝于電液控制箱內(nèi)的電液比例多路控制閥組(16);其中的十字電子比例控制手柄一(25)、十字電子比例控制手柄二(34)分別能上、下、左、右搖擺，分別通過四聯(lián)電磁比例換向閥(28)控制鏟斗油缸(2)、斗桿油缸(4)、升降油缸(12)及大臂油缸(6)、回轉(zhuǎn)油缸(15)，實現(xiàn)機械手的平穩(wěn)柔和無沖擊扒裝作業(yè)；十字電子比例控制手柄一(25)、十字電子比例控制手柄二(34)各自帶一個用于控制輸送帶的提升和下降的按鈕開關(guān)；用于控制轉(zhuǎn)向油缸(29)的單軸電子比例控制手柄一(35 )經(jīng)電磁比例換向閥二( 31)與轉(zhuǎn)向油缸(29 )連接；用于控制行走液壓馬達(dá)(27 )的單軸電子比例控制手柄二(22)經(jīng)電磁比例換向閥一(26)與行走液馬達(dá)(27)連接；用于液壓滾筒馬達(dá)(30 )起動的按鈕(33 )經(jīng)電磁換向閥(32 )與液壓滾筒馬達(dá)(30 )連接； 所述監(jiān)控顯示系統(tǒng)為隔爆防爆結(jié)構(gòu)，主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端顯示設(shè)備組成；前端監(jiān)視設(shè)備包括兩個為駕駛員的操作提供扒渣機前方的作業(yè)場景和機械手運動狀況的主防爆攝像機、兩個監(jiān)控后方輸送皮帶運料情況、運料車裝載情況及扒渣機倒車時路況的副防爆攝像機，攝像頭(8)安裝在龍門架(9)上；所述傳輸設(shè)備包括有源雙絞線視頻發(fā)射器、有源雙絞線視頻接收器、有源雙絞線、畫面分割器與電子穩(wěn)像器，發(fā)射器安裝在防爆箱(13)內(nèi)，接收器、畫面分割器、電子穩(wěn)像器均安裝在電子控制柜(18)內(nèi)；所述后端顯示設(shè)備為主顯示器(23)、副顯示器(20)； 所述液壓系統(tǒng)包括雙聯(lián)齒輪泵、液壓滾筒馬達(dá)(30)、行走液壓馬達(dá)(27)、鏟斗油缸(2)、斗桿油缸(4)、升降油缸(12)、大臂油缸(6)、回轉(zhuǎn)油缸(15)、轉(zhuǎn)向油缸(29)、液壓油箱、液壓閥，液壓油通過電磁比例換向閥進入鏟斗油缸(2)、斗桿油缸(4)、升降油缸(12)、大臂油缸(6)、回轉(zhuǎn)油缸(15)、行走液壓馬達(dá)(27)、轉(zhuǎn)向油缸(29)、液壓滾筒馬達(dá)(30); 所述機械系統(tǒng)包括機械手裝置、輸送裝置、行走和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，機械手裝置的各部分之間均通過鉸軸連接，回轉(zhuǎn)體(7)固定在龍門架(9)上，龍門架(9)焊接在輸送架(10)上，回轉(zhuǎn)油缸(15)動作驅(qū)動回轉(zhuǎn)體(7)繞支座使機械手裝置整體實現(xiàn)橫向轉(zhuǎn)動；大臂油缸(6)動作驅(qū)動大臂(5)繞其與回轉(zhuǎn)體(7)的鉸軸作縱向轉(zhuǎn)動，斗桿油缸(4)驅(qū)動斗桿(3)繞其與大臂(5)的鉸軸轉(zhuǎn)動；鏟斗油缸(2)驅(qū)動鏟斗(I)繞其與斗桿(3)的鉸軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)挖掘與卸料；輸送裝置包括輸送架(10 )、鏟刀(17 )、輸送皮帶、液壓滾筒(11)，輸送架(10 )安裝在底盤架(14)上；行走和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括底盤架(14)、車橋、輪胎、電機、傳動系，底盤架(14)一端與后輪的車橋相連，另一端與前輪的車橋相連，變速箱、行走液壓馬達(dá)(27 )、轉(zhuǎn)向油缸(29 )均固定安裝在底盤架(14)上，行走液壓馬達(dá)(27)與變速箱連接，變速箱通過傳動軸與后輪的車橋上的差速器相連接，轉(zhuǎn)向油缸(29)通過鉸軸與前輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相連。
全文摘要
一種遠(yuǎn)程有線遙控防爆扒渣機，用于可遠(yuǎn)距離控制以采集礦山及隧道碎石。包括控制室和電子控制柜及電液比例控制系統(tǒng)、監(jiān)控顯示系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與機械系統(tǒng)，所述的控制室安放在地面上，控制室內(nèi)安裝有電子控制柜、副顯示器、駕駛椅。駕駛員在地面上觀察顯示屏，通過電子比例控制手柄發(fā)出的電子比例信號或開關(guān)信號，通過屏蔽電纜線控制電磁比例換向閥操縱油缸和馬達(dá)，進行扒渣機礦石、碎石扒裝作業(yè)。本發(fā)明具有遠(yuǎn)距離地面控制和現(xiàn)場控制雙控模式，控制信號穩(wěn)定，遠(yuǎn)程控制距離可達(dá)500m以上，操作平穩(wěn)柔和無沖擊，監(jiān)控系統(tǒng)全方位監(jiān)控視角寬廣，監(jiān)控圖像穩(wěn)定，有利于駕駛員在地面控制室內(nèi)安全舒適操作，可在煤礦等易爆環(huán)境下作業(yè)，具有防爆功能。
文檔編號E02F9/22GK103147471SQ20121043767
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者王華良, 王華忠, 楊士敏, 李旋 申請人:襄陽忠良工程機械有限責(zé)任公司