一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，主要包括擋板模塊、擋板防撞孔、安全托繩輪模塊和信息處理模塊，本發(fā)明能夠有效防止鋼絲繩從托繩輪滑落的，即使發(fā)生鋼絲繩掉繩事故，安全托繩輪不僅能起到保護(hù)作用，而且具有緊急制動、語音提醒、笛聲警報、燈光警示和顯示功能，能夠有效減小事故的次生危害。
【專利說明】一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]地下礦用架空索道，簡稱猴車。通過猴車來輸送人員，可以有效地縮短人員的路途時間，同時降低礦人員的體能消耗。猴車的結(jié)構(gòu)原理是:由驅(qū)動裝置輸出動力帶動鋼絲繩循環(huán)無極運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)人員輸送的目的。猴車主要由驅(qū)動裝置、乘人裝置、回繩裝置、張緊裝置和電控系統(tǒng)等組成。
[0003]架空乘人裝置屬于無極繩運(yùn)輸，通常是將吊椅用抱鎖器固定在鋼絲繩上，隨著鋼絲繩的運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)輸送人員的目的。但是由于吊椅固定在鋼絲繩上有產(chǎn)生一個向下的力，而且地下礦用架空索道路線一般較長，且結(jié)構(gòu)等比較復(fù)雜，鋼絲繩在運(yùn)行中由于受到吊椅重力的作用及碰撞等因素，極易脫離托繩輪，由于連續(xù)作用，鋼絲繩逐漸脫離多組托繩輪，嚴(yán)重時會拉斷鋼絲繩，而此時，猴車不會自動停止運(yùn)行和報警，嚴(yán)重威脅礦工的人身安全，而且維修時不能準(zhǔn)確找到掉繩位置，難于維修。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，是一種帶有防撞孔的擋板和帶有感應(yīng)器的安全托繩輪，提供了一種具有防止掉繩、自動停車、報警和顯示功能的托繩輪系統(tǒng)。
[0005]其技術(shù)方案如下:
[0006]一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，主要包括擋板模塊、擋板防撞孔、安全托繩輪模塊和信息處理模塊，通過固定軸，將擋板和安全托繩輪固定在主托繩輪的兩側(cè)，用螺母固定，隨主托繩輪同步轉(zhuǎn)動，并固定在托架上。擋板模塊主要設(shè)有防撞孔，防止固定抱鎖器直接撞擊擋板，發(fā)生掉繩事故。同時擋板防止鋼絲繩滑落在主托繩輪與托架之間。安全托繩輪模塊主要包括安全器和壓力感應(yīng)器，當(dāng)發(fā)生掉繩事故后，鋼絲繩滑落至安全托繩輪上，鋼絲繩將安全器下壓，壓力感應(yīng)器感應(yīng)到壓力信號。信息處理模塊主要包括單片機(jī)、壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器、蜂鳴器、二極管、二極管、串口通信芯片、串口 Jl和PC終端。壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)化器將壓力感應(yīng)器感應(yīng)到的壓力信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)傳出信號用于蜂鳴器發(fā)聲報警、二極管發(fā)光警報和傳輸信號到主控制室PC終端，主控制室PC終端發(fā)出信號實(shí)現(xiàn)猴車緊急停車功能、語音提醒功能和顯示事故為猴車掉繩事故、掉繩對應(yīng)巷道名稱及掉繩托繩輪對應(yīng)猴車梁編號的功能，用以減小事故次生危害和快速維修。
[0007]優(yōu)選地，所述信息處理模塊主要包括壓力傳感模塊、壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器模塊、單片機(jī)模塊、燈光模塊、笛聲模塊和主控制室PC終端模塊，其中主控制室PC終端模式主要包括制動模塊、語音模塊和顯示模塊；壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器主要將壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。單片機(jī)接收并處理信號后，將信號傳輸?shù)蕉O管燈光模塊、蜂鳴器警報模塊和串口通信模塊。此時，紅色二極管發(fā)光，起到報警作用；蜂鳴器發(fā)出警報聲，起到警報作用；串口通信模塊將信號傳輸?shù)街骺刂浦行腜C終端，實(shí)現(xiàn)猴車緊急制動、顯示掉繩事故、顯示掉繩事故對應(yīng)巷道名稱、掉繩托繩輪對應(yīng)猴車梁編號和巷道擴(kuò)音器提醒人員發(fā)生掉繩事故的功能。緊急停車功能可減小事故的次生危害性。顯示功能夠準(zhǔn)確找到掉繩位置，便于快速維修。語音提醒有助于穩(wěn)定人員情緒。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選，所述信息處理模塊的電路主要包括壓力傳感電路、壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器電路、復(fù)位電路、晶振電路、燈光電路、警報電路、串□通信電路和串□ Jl電路。主要包括MPX4115壓力傳感器、ADC0832芯片(壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器)、AT89C51單片機(jī)、蜂鳴器BUZl、二極管Dl、二極管D2、串口通信芯片MAX232、串口 Jl和PC。
[0009]優(yōu)選地，其硬件結(jié)構(gòu)具體為:單片機(jī)I和托架3固定在猴車梁2上，鋼絲繩4和主托繩器5連接，固定軸11固定在托架3上，擋板13、主托繩輪5和安全托繩輪14的軸承通孔直徑相同，用螺母10固定在固定軸11上，擋板13和安全托繩輪14與主托繩輪5保持同步轉(zhuǎn)動。擋板13設(shè)有防撞孔12，防止固定抱鎖器直接撞擊擋板。安全托繩輪14設(shè)有安全器6和壓力感應(yīng)器7，壓力感應(yīng)器在安全器6的正下方，在正常情況下，安全器6保持彈出狀態(tài)，當(dāng)鋼絲繩4脫離主托繩器5后，滑落在安全托繩輪14上，防止鋼絲繩4斷裂和連鎖式掉繩，起到保護(hù)人員和設(shè)備的作用，同時，安全器6被鋼絲繩4壓下，壓力感應(yīng)器7感應(yīng)到壓力信號，壓力感應(yīng)器7通過安全托繩輪傳輸?shù)?和固定軸中心傳輸?shù)?等線路，將壓力信號傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
[0011]本發(fā)明能夠有效防止鋼絲繩從托繩輪滑落的，即使發(fā)生鋼絲繩掉繩事故，安全托繩輪不僅能起到保護(hù)作用，而且具有緊急制動、語音提醒、笛聲警報、燈光警示和顯示功能，能夠有效減小事故的次生危害。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架示意圖；
[0013]圖2為信息處理系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為托繩輪的主面示意圖；
[0015]圖4為托繩輪的側(cè)面示意圖；
[0016]圖5為信息處理模塊電路原理圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:1為單片機(jī)；2為猴車梁:3為托架；4為鋼絲繩；5為主托繩輪；6為安全器；7為壓力感應(yīng)器；8為安全托繩輪的傳輸?shù)溃?為固定軸的中心傳輸?shù)溃?0為螺母；11為固定軸；12為防撞孔；13為擋板；14為安全托繩輪。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0019]一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，主要包括猴車梁、托架、固定軸、主托繩輪、安全托繩輪、擋板、壓力感應(yīng)器MPX4115、單片機(jī)AT89C51、ADC0832芯片(壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器)、BUZl蜂鳴器、Dl 二極管、D2 二極管、串口通信芯片MAX232、串口 Jl和PC終端等。
[0020]猴車梁固定在巷道壁上，托架和單片機(jī)直接固定在猴車梁上，固定軸一端嵌套在擋板、主托繩輪和安全托繩輪的軸承通孔中，并用螺母固定。固定軸另一端與托架相固定。
[0021]擋板通過固定軸與主托繩輪相連接，用螺母固定，隨主托繩輪轉(zhuǎn)動。擋板用來防止鋼絲繩脫繩滑至主托繩輪與托架之間。擋板均厚，設(shè)有防撞孔，防撞孔的刨面形狀大小根據(jù)猴車使用抱鎖器的形狀大小而定，防撞孔的主要作用是防止固定抱鎖器隨鋼絲繩運(yùn)行過程中直接撞擊擋板，而反彈出主托繩輪，發(fā)生掉繩事故。
[0022]安全拖繩輪通過固定軸與主托繩輪相連，用螺母固定，隨主托繩輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)鋼絲繩從主托繩輪掉繩后，可以滑落在安全托繩輪上，此時安全托繩起到主托繩輪的拖繩支撐作用，防止鋼絲繩下落和多組主托繩輪的連鎖脫繩現(xiàn)象。安全托繩輪設(shè)有安全器和壓力感應(yīng)器，壓力感應(yīng)器在安全器的正下方。當(dāng)鋼絲繩滑落在安全托繩輪上時，鋼絲繩運(yùn)行過程中下壓安全器，安全器被壓下后，壓力感應(yīng)器感受到壓力信號，并將信號傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。壓力感應(yīng)器通過安全托繩輪的傳輸?shù)篮凸潭ㄝS的中心傳輸?shù)老噙B接，因此連接線路不受托繩輪轉(zhuǎn)動影響。
[0023]托繩輪的主面示意圖、側(cè)面示意圖分別如圖3、圖4所示，單片機(jī)I和托架3固定在猴車梁2上，固定軸11固定在托架3上，擋板13、主托繩輪5和安全托繩輪14的軸承通孔直徑相同，用螺母10固定在固定軸11上，擋板13和安全托繩輪14與主托繩輪5保持同步轉(zhuǎn)動。擋板13設(shè)有防撞孔12，防止固定抱鎖器直接撞擊擋板。安全托繩輪14設(shè)有安全器6和壓力感應(yīng)器7，壓力感應(yīng)器在安全器6的正下方，在正常情況下，安全器6保持彈出狀態(tài)，當(dāng)鋼絲繩脫離主托繩器5后，滑落在安全托繩輪14上，防止鋼絲繩斷裂和連鎖式掉繩，起到保護(hù)人員和設(shè)備的作用，同時，安全器6被鋼絲繩壓下，壓力感應(yīng)器7感應(yīng)到壓力信號，壓力感應(yīng)器7通過安全托繩輪傳輸?shù)?和固定軸中心傳輸?shù)?等線路，將壓力信號傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K。
[0024]信息處理系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，信息處理模塊電路原理圖如圖5所示，其核心為單片機(jī)AT89C51，采用總線型40只引腳的雙列直插分裝(DIP)方式。
[0025]所述壓力感應(yīng)器的電路主要包括MPX4115壓力感應(yīng)器和ADC0932壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器。壓力感應(yīng)器MPX4115的I引腳與壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器ADC0932的CHO引腳相連接，MPX4115的2引腳與ADC0932的GND引腳相連接，MPX4115的3引腳接電源。ADC0932的CS引腳和CLK引腳分別與單片機(jī)AT89C51的P0.0ADO引腳和P2.6A14引腳相連。ADC0932壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器的DI引腳和DO引腳連接在AT89C51的P2.7A15引腳。ADC0932的VCC引腳接電源。壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器是將壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而達(dá)到接受并處理信號的目的。
[0026]復(fù)位電路包括電容Cl、電阻Rl和一個功能開關(guān)SWl組成。Rl的另一端接地(GND)。Sffl的一個引腳和單片機(jī)AT89C51的復(fù)位的引腳(RESET)連接。RESET復(fù)位引腳是單片機(jī)或者系統(tǒng)中的其他部件處于某種初始狀態(tài)。
[0027]發(fā)送晶振電路包括發(fā)送晶振CRYSTAL(Xl)、發(fā)送電容C2和C3。如圖5所示，所述發(fā)送晶振電路的一個引腳和AT89C51的XTALl引腳連接，另一個和AT89C51的XTAL2引腳連接。
[0028]燈光模塊電路包括Dl 二極管、D2 二極管、電阻R2和電阻R3。R2和R3的引腳分別與Pl.0和AT89C51的Pl.1引腳連接。猴車在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，Dl 二極管發(fā)光，顯示為綠燈；發(fā)生吊繩事故后，D2 二極管發(fā)光，顯示為紅燈，起到報警作用。
[0029]笛聲模塊電路包括蜂鳴器BUZl、電阻R4和三交極管Q3與R4的引腳與P3.7RD引腳連接。當(dāng)發(fā)生掉繩事故后，蜂鳴器報警。
[0030]串口通信模塊包括串口通信芯片MAX232、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、和串口 J1。所述串口通信芯片MAX232內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，僅需+5V電源便可以工作，MAX232的T2IN引腳與AT89C51的串行輸入口線P3.1TXD引腳相連接，MAX232的R20UT引腳與AT89C51的串行輸入口線的P3.0RXD引腳相連，MAX232的T20UT引腳、R2IN引腳分別與串口 Jl的2引腳、3引腳相連，MAX232泵電源引腳必須接電容C4、C5、C6、C7。串口 Jl連接到主控制室PC終端。當(dāng)猴車發(fā)生掉繩事故后實(shí)現(xiàn)制動功能，在主控制室顯示事故為猴車掉繩事故、掉繩巷道名稱和掉繩托繩輪對應(yīng)猴車梁編號，并使用巷道擴(kuò)音器提醒人員發(fā)生猴車掉繩事故，從而達(dá)到語音提醒功能。
[0031]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，其特征在于，主要包括擋板模塊、擋板防撞孔、安全托繩輪模塊和信息處理模塊，通過固定軸，將擋板和安全托繩輪固定在主托繩輪的兩側(cè)，用螺母固定，隨主托繩輪同步轉(zhuǎn)動，并固定在托架上；擋板模塊主要設(shè)有防撞孔，防止固定抱鎖器直接撞擊擋板，發(fā)生掉繩事故；同時擋板防止鋼絲繩滑落在主托繩輪與托架之間；安全托繩輪模塊主要包括安全器和壓力感應(yīng)器，當(dāng)發(fā)生掉繩事故后，鋼絲繩滑落至安全托繩輪上，鋼絲繩將安全器下壓，壓力感應(yīng)器感應(yīng)到壓力信號；信息處理模塊主要包括單片機(jī)、壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器、蜂鳴器、二極管、二極管、串口通信芯片、串口 Jl和PC終端；壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)化器將壓力感應(yīng)器感應(yīng)到的壓力信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)傳出信號用于蜂鳴器發(fā)聲報警、二極管發(fā)光警報和傳輸信號到主控制室PC終端，主控制室PC終端發(fā)出信號實(shí)現(xiàn)猴車緊急停車功能、語音提醒功能和顯示事故為猴車掉繩事故、掉繩對應(yīng)巷道名稱及掉繩托繩輪對應(yīng)猴車梁編號的功能，用以減小事故次生危害和快速維修。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，其特征在于，所述信息處理模塊主要包括壓力傳感模塊、壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器模塊、單片機(jī)模塊、燈光模塊、笛聲模塊和主控制室PC終端模塊，其中主控制室PC終端模式主要包括制動模塊、語音模塊和顯示模塊；壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器主要將壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)；單片機(jī)接收并處理信號后，將信號傳輸?shù)蕉O管燈光模塊、蜂鳴器警報模塊和串口通信模塊；此時，紅色二極管發(fā)光，起到報警作用；蜂鳴器發(fā)出警報聲，起到警報作用；串口通信模塊將信號傳輸?shù)街骺刂浦行腜C終端，實(shí)現(xiàn)猴車緊急制動、顯示掉繩事故、顯示掉繩事故對應(yīng)巷道名稱、掉繩托繩輪對應(yīng)猴車梁編號和巷道擴(kuò)音器提醒人員發(fā)生掉繩事故的功能；緊急停車功能可減小事故的次生危害性；顯示功能夠準(zhǔn)確找到掉繩位置，便于快速維修；語音提醒有助于穩(wěn)定人員情緒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，其特征在于，所述信息處理模塊的電路主要包括壓力傳感電路、壓力數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器電路、復(fù)位電路、晶振電路、燈光電路、警報電路、串口通信電路和串口 Jl電路；主要包括MPX4115壓力傳感器、ADC0832芯片、AT89C51單片機(jī)、蜂鳴器BUZl、二極管Dl、二極管D2、串口通信芯片MAX232、串口 Jl和PC0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防掉繩及自動報警的托繩輪系統(tǒng)，其特征在于，其硬件結(jié)構(gòu) 具體為:單片機(jī)⑴和托架⑶固定在猴車梁⑵上，鋼絲繩⑷和主托繩器(5)連接，固定軸(11)固定在托架(3)上，擋板(13)、主托繩輪(5)和安全托繩輪(14)的軸承通孔直徑相同，用螺母(10)固定在固定軸(11)上，擋板(13)和安全托繩輪(14)與主托繩輪(5)保持同步轉(zhuǎn)動；擋板(13)設(shè)有防撞孔(12)，防止固定抱鎖器直接撞擊擋板；安全托繩輪(14)設(shè)有安全器(6)和壓力感應(yīng)器(7)，壓力感應(yīng)器在安全器(6)的正下方，在正常情況下，安全器(6)保持彈出狀態(tài)，當(dāng)鋼絲繩(4)脫離主托繩器(5)后，滑落在安全托繩輪(14)上，防止鋼絲繩(4)斷裂和連鎖式掉繩，起到保護(hù)人員和設(shè)備的作用，同時，安全器(6)被鋼絲繩(4)壓下，壓力感應(yīng)器(7)感應(yīng)到壓力信號，壓力感應(yīng)器(7)通過安全托繩輪傳輸?shù)?8)和固定軸中心傳輸?shù)?9)等線路，將壓力信號傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K。
【文檔編號】E21F17/18GK104477173SQ201410586336
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】許滿貴, 魏攀, 韓金子, 孟然, 方琴月, 曹艷軍, 劉欣凱 申請人:西安科技大學(xué)