專利名稱：礦井軌道實(shí)時監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井自動化安全監(jiān)測裝置，是廣泛用來實(shí)時監(jiān)測礦井軌道運(yùn)輸車輛的車位車速和運(yùn)行狀態(tài)的礦井軌道車輛實(shí)時監(jiān)測裝置，為合理調(diào)度和安全操作提供可靠的技術(shù)依據(jù)。
礦井軌道車輛的運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，由于客觀條件的限制，運(yùn)輸事故的發(fā)生也比較頻繁，因此安全運(yùn)行一直是礦井軌道運(yùn)輸面臨的重大課題。為解決這一問題，有必要監(jiān)測車輛的運(yùn)行位置和速度，并將這些數(shù)據(jù)送到控制室，以便集中調(diào)度。以往的這類監(jiān)測裝置，都采用在若干個定點(diǎn)設(shè)置的傳感器來確定車輛的位置和通過傳感器時車輛的速度，而無連續(xù)實(shí)時監(jiān)測功能。但用定點(diǎn)傳感器監(jiān)測車輛位置和速度有以下不足(1)誤差大，即只能監(jiān)測車輛通過定點(diǎn)時的數(shù)據(jù)，對車輛在兩定點(diǎn)傳感器間的運(yùn)行狀況無法監(jiān)測；(2)由于無實(shí)時監(jiān)測功能，車輛是否處于故障狀態(tài)控制室無法知道。
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種實(shí)現(xiàn)軌道運(yùn)輸車輛的連續(xù)實(shí)時監(jiān)測，為合理調(diào)度和安全操作提供可靠技術(shù)依據(jù)的礦井軌道車輛實(shí)時監(jiān)測裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它由以下幾部分構(gòu)成漏泄電纜用于信號傳輸，架設(shè)在軌道車輛上方；中繼器對信號進(jìn)行放大，安裝在漏泄電纜上，當(dāng)傳輸距離短時，信號傳輸不需放大，中繼器可省去；車載臺設(shè)置在軌道車輛上，采集車位車速傳感器送來的原始信號，得出車位車速數(shù)據(jù)，由單片機(jī)系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)傳信道機(jī)、定位信號接收電路、顯示電路及緊急信號按鈕構(gòu)成；監(jiān)控臺設(shè)置在控制室，用來發(fā)出巡檢指令，選擇和它進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的車載臺，接收車載臺送來的數(shù)據(jù)及告警信號，由單片機(jī)系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)傳信道機(jī)、顯示電路、告警電路及命令按鈕組成；定位點(diǎn)傳感器向車載臺提供預(yù)先設(shè)定的定位點(diǎn)信號，用以修正車位讀數(shù)，它設(shè)置在巷道的定位點(diǎn)上，發(fā)出定位信號，由車載臺的定位信號接收電路接收，定位點(diǎn)傳感器每隔一段距離裝一個；車位車速傳感器安裝在軌道車輛上，與車載臺相連，車輛運(yùn)動時輸出脈沖信號。


圖1為本實(shí)用新型分布示意圖圖2為本實(shí)用新型車載臺構(gòu)成方框圖圖3為本實(shí)用新型監(jiān)控臺構(gòu)成方框圖圖4為本實(shí)用新型車位車速傳感器A種方案圖5為本實(shí)用新型車位車速傳感器B種方案下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述該裝置是通過漏泄電纜1、中繼器2、定位點(diǎn)傳感器3、車載臺4、監(jiān)控臺5及車位車速傳感器6所構(gòu)成。
以煤礦斜井中絞車房與人車之間進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)和工況監(jiān)測為例。
在斜井隧道的頂部，每隔一段距離用固定裝置將漏泄電纜1固定牢，在漏泄電纜1的終端接上75歐姆負(fù)載，另一端接絞車房的監(jiān)控臺5。為了將信號放大，可將中繼器2架設(shè)在漏泄電纜1上。
為了向車載臺4提供預(yù)先設(shè)定的定位點(diǎn)信號，用以修正車位讀數(shù)，定位點(diǎn)傳感器3的安裝位置，要根據(jù)人車啟動和停車地點(diǎn)而定。使定位點(diǎn)傳感器3發(fā)出定位信號，在載臺4的定位信號接收電路接收。
其中車位車速傳感器6為實(shí)時監(jiān)測的關(guān)鍵，有兩種構(gòu)成方案(A)用磁場的變化監(jiān)測車輛運(yùn)行。特制一個鐵質(zhì)園環(huán)7，上面粘永久磁鐵8(如六塊)，將該園環(huán)7固定在軌道車輛的車輪9上，磁性接近開關(guān)10固定在軌道車輛的輪對擋板上與永久磁鐵8相對。借助磁性接近開關(guān)10對車輪9轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)，每塊永磁體8接近一次，輸出一個脈沖，即轉(zhuǎn)一圈輸出6個脈沖，再根據(jù)車輪9直經(jīng)可得出每個脈沖間隔相對應(yīng)的人車位移，計算單位時間的位移即可得車速。
(B)用電感量的變化監(jiān)測車輛運(yùn)行。將電感式接近開關(guān)11固定在車體上，正對車輪9且相互靠近，由于車輪9上均勻分布一些園孔12，車輪9轉(zhuǎn)動時，相對于接近開關(guān)11的電感量發(fā)生變化，接近開關(guān)11有信號輸出。同理，根據(jù)方案(1)可得出人車位移及車速。
本裝置選用A種方案來完成監(jiān)測，磁性接近開關(guān)10的信號輸出端a接74LS123單穩(wěn)態(tài)電路的脈沖輸入端，單穩(wěn)態(tài)電路的脈沖輸出端接8031單片機(jī)，用單片機(jī)對脈沖進(jìn)行計數(shù)，其中的單穩(wěn)態(tài)電路是用來消除信號的抖動及干擾的影響。
監(jiān)測信息的處理是通過車載臺4和監(jiān)控臺5完成。
車載臺4，由8031單片機(jī)系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)傳信道機(jī)、定位信號接收電路、顯示電路、緊急信號按鈕構(gòu)成。其中a、8031單片機(jī)系統(tǒng)是由8031單片機(jī)、程序存儲器EPROM、I／O擴(kuò)展口、復(fù)位電路等組成，完成信號采集、處理、顯示及數(shù)據(jù)信號的糾錯編譯碼工作。
b、數(shù)傳信道機(jī)和調(diào)制解調(diào)器接8031單片機(jī)的11、10號腳，完成信號的接收解調(diào)和調(diào)制發(fā)射，其收發(fā)狀態(tài)由收發(fā)控制線控制，該線接8031單片機(jī)的5號腳。
c、顯示電路接8031單片機(jī)I／O口，顯示車輛位置和監(jiān)控臺發(fā)來的命令。
d、緊急信號按鈕接8031單片機(jī)16號腳，用來向監(jiān)控臺發(fā)緊急告警信號。
e、定位信號接收電路接8031單片機(jī)的8號腳。
f、車位車速傳感器接8031單片機(jī)的14號腳。
監(jiān)控臺5，由8031單片機(jī)系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)傳信道機(jī)、顯示電路、告警電路及命令按鈕組成。其中
a、8031單片機(jī)系統(tǒng)由8031單片機(jī)、程序存儲器EPROM、I／O擴(kuò)展口、復(fù)位電路等組成，主要是形成巡檢指令、處理車載臺送來的數(shù)據(jù)信號、顯示車位車速和異常情況下的告警。
b、漏泄電纜通過數(shù)傳信道機(jī)、調(diào)制解調(diào)器，接8031單片機(jī)的11、10號腳，完成信號的接收解調(diào)和調(diào)制發(fā)射。
c、命令按鈕接擴(kuò)展I／O口上，用來向車載臺發(fā)出命令。
d、顯示部分接擴(kuò)展I／O口，顯示各車位和車速，可用CRT顯示，也可用數(shù)碼管顯示。
下面以監(jiān)控臺和2號車載臺為例敘述本實(shí)用新型的工作原理1、車載臺采集車位車速傳感器送來的原始信號，經(jīng)車載臺內(nèi)部8031單片機(jī)算出車位車速數(shù)據(jù)。軌道車輛上的車載臺定位信號接收電路接收到定位信號時，對車位數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。
2、監(jiān)控臺發(fā)出巡檢指令，信號從8031單片機(jī)送到調(diào)制解調(diào)器，再到數(shù)傳信道機(jī)，最后將射頻信號送到漏泄電纜，巡檢指令包括車載臺地址及監(jiān)控臺對該車載臺的命令。
3、被選中的車載臺(2號車載臺)接收監(jiān)控臺送來的信號，信號經(jīng)數(shù)傳信道機(jī)和調(diào)制解調(diào)器變成二進(jìn)制信號送到8031單片機(jī)。根據(jù)命令，2號車載臺向監(jiān)控臺發(fā)送車位車速信號和運(yùn)行狀態(tài)信號，其信號路徑與上述相反，不再敘述。
4、監(jiān)控臺收到2號車載臺送來的數(shù)據(jù)后，經(jīng)其內(nèi)部的8031單片機(jī)處理，送顯示電路顯示2號車的位置和速度，如處于故障狀態(tài)則報警。
本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)在于1、位置監(jiān)測誤差小，如車速為5米／秒，監(jiān)控臺對各車載臺巡檢一次的時間為2秒(本裝置對一個車載臺巡檢時間為250ms)，則車位監(jiān)測的最大誤差為10米，而采用定點(diǎn)傳感器監(jiān)測車位的最大誤差為兩定點(diǎn)傳感器的距離，如兩定點(diǎn)傳感器的距離為100米，則誤差也為100米。
2、采用車位車速傳感器來產(chǎn)生車輛運(yùn)行信號，使得車位車速監(jiān)測變成連續(xù)的實(shí)時的監(jiān)測，軌道車輛的運(yùn)行狀態(tài)則及時反映到控制室，這是以前同類裝置無法比擬的。
權(quán)利要求1.一種礦井軌道車輛實(shí)時監(jiān)測裝置，由以下幾部分構(gòu)成漏泄電纜用于信號傳輸，架設(shè)在軌道車輛上方；中繼器對信號進(jìn)行放大，安裝在漏泄電纜上，當(dāng)傳輸距離短時，信號傳輸不需放大，中繼器可省去車載臺設(shè)置在軌道車輛上，采集車位車速傳感器送來的原始信號，得出車位車速數(shù)據(jù)，由單片機(jī)系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)傳信道機(jī)、定位信號接收電路、顯示電路及緊急信號按鈕構(gòu)成；監(jiān)控臺設(shè)置在控制室，用來發(fā)出巡檢指令，選擇和它進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的車載臺，接收車載臺送來的數(shù)據(jù)及告警信號，由單片機(jī)系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)傳信道機(jī)、顯示電路、告警電路及命令按鈕組成；定位點(diǎn)傳感器向車載臺提供預(yù)先設(shè)定的定位點(diǎn)信號用以修正車位讀數(shù)，它設(shè)置在巷道的定位點(diǎn)上，發(fā)出定位信號，由車載臺的定位信號接收電路接收，定位點(diǎn)傳感器每隔一段距離裝一個；其特征在于其車位車速傳感器是利用磁場的變化監(jiān)測車輛運(yùn)行，安裝在軌道車輛上，與車載臺相連，特制一個鐵質(zhì)園環(huán)，上面粘永久磁鐵，將該園環(huán)固定在軌道車輛的車輪上，磁性接近開關(guān)固定在軌道車輛的輪對擋板上與永久磁鐵相對。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井軌道車輛實(shí)時監(jiān)測裝置，其特征在于其車位車速傳感器還可利用電感量的變化監(jiān)測車輛運(yùn)行，將電感式接近開關(guān)固定在車位上，正對車輪且相互靠近。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦井自動化安全監(jiān)測裝置，是廣泛用來實(shí)時監(jiān)測礦井軌道運(yùn)輸車輛的車位車速和運(yùn)行狀態(tài)的礦井軌道車輛實(shí)時監(jiān)測裝置。該裝置通過車載臺采集車位車速傳感器發(fā)出的車輛運(yùn)行信號，得出車位車速數(shù)據(jù)，經(jīng)定位點(diǎn)傳感器修正車位讀數(shù)后，再通過漏泄電纜向監(jiān)控臺發(fā)送有關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信號。其特點(diǎn)是可實(shí)時連續(xù)監(jiān)測車輛的運(yùn)行位置和速度，為合理調(diào)度和安全操作提供可靠技術(shù)依據(jù)。
文檔編號E21F13/00GK2157986SQ93210130
公開日1994年3月2日 申請日期1993年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月21日
發(fā)明者朱建銘, 湛日春, 房志杰, 廖國華 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部