專利名稱：煤礦掘進(jìn)機(jī)無(wú)線遙控技術(shù)的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦山機(jī)械，特別是涉及一種無(wú)線遙控在煤礦掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng) 用技術(shù)。
背景技術(shù)：
大型化、智能化、無(wú)人化掘進(jìn)機(jī)控制技術(shù)是未來(lái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)控制技術(shù)的 發(fā)展方向，但是就當(dāng)前的國(guó)際技術(shù)水平來(lái)看，尚需要在可視化礦石識(shí)別技術(shù)、 斷面成型控制技術(shù)、記憶截割技術(shù)、行走機(jī)構(gòu)的智能化控制、截割功率的自動(dòng) 調(diào)節(jié)控制等幾個(gè)問(wèn)題上取得突破，才能實(shí)現(xiàn)。在目前情況下，雖然國(guó)際上個(gè)別 公司在其中的個(gè)別技術(shù)上取得了進(jìn)展，但因?yàn)橹圃斐杀具^(guò)高，穩(wěn)定性欠佳等問(wèn) 題，并沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中得到普及推廣。因此，延續(xù)常規(guī)的掘進(jìn)機(jī)的手工操作， 存在其勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)條件差、施工安全性差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為解決掘進(jìn)機(jī)的手工操作的問(wèn)題，提出一種將無(wú)線遙 控技術(shù)應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用技術(shù)。
本發(fā)明解決已有技術(shù)存在的缺欠，所采取的技術(shù)方案是煤礦掘進(jìn)機(jī)的無(wú)
線遙控應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用，其遙控系統(tǒng)主要由無(wú)線發(fā)射器、無(wú)線接收器、控制轉(zhuǎn)換
器、可編程控制器(PLC)、電磁換向閥、電液比例閥、防爆電動(dòng)機(jī)及輔助電路
組成，其特征在于數(shù)字式遙控發(fā)射機(jī)是一個(gè)以不銹鋼為外殼的便攜式小功率
無(wú)線電發(fā)射機(jī)。內(nèi)部由本安輸出電池組、操作按鈕、低功耗微型控制器、石英
鎖相穩(wěn)頻數(shù)字式調(diào)頻發(fā)射電路、射頻功放電路和發(fā)射天線等部分組成，無(wú)線發(fā)
射器采用(PLL)鎖相回路及低噪聲壓控振蕩器加上雙重石英穩(wěn)頻技術(shù)；采用
低功耗高性能單片機(jī)對(duì)操作信號(hào)進(jìn)行全數(shù)字編碼，操作信號(hào)具有安全碼、海明
碼等措施；設(shè)有若干個(gè)操作按鈕供直接進(jìn)行操作，全數(shù)字處理模式，可通過(guò)兩
鍵復(fù)用進(jìn)行多種操作功能。
在進(jìn)行遙控操作時(shí)，無(wú)線接收裝置接收到發(fā)射器的相應(yīng)操作信號(hào)，由轉(zhuǎn)換
器轉(zhuǎn)化為(PLC)能夠識(shí)別的繼電信號(hào)，作為(PLC)的輸入控制信號(hào)，(PLC) 的相應(yīng)輸出功能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作要求。
采用鋰電池供電，超低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)使得發(fā)射平均電流小于lOmA，待機(jī)電 流平均值小于0.3111八，并可利用配套充電器對(duì)電池進(jìn)行充電。外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，
采用專用模具壓制增強(qiáng)型硅橡膠鍵盤與堅(jiān)固的不銹鋼面板配合。
本發(fā)明的有益效果是由于無(wú)線接收部分采用高性能分布參數(shù)濾波器和低 噪聲高性能放大器，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)；(UHF)頻段采用外置式信號(hào) 接收站，射頻信號(hào)損失少，無(wú)線接收性能穩(wěn)定；采用高性能數(shù)據(jù)處理控制器對(duì) 接收信號(hào)進(jìn)行軟件濾波和解碼，對(duì)接收信號(hào)執(zhí)行多重安全校驗(yàn)，使得操作安全 性極高；分體式設(shè)計(jì)，接收機(jī)各部分之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，組成模塊化，系 統(tǒng)安裝布置靈活；高達(dá)22路繼電器接點(diǎn)輸出，與配套設(shè)備連接端口豐富；
在有瓦斯和煤塵的爆炸環(huán)境中，特別是當(dāng)煤礦掘進(jìn)面頂板出現(xiàn)輕度松動(dòng)，在 掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)可能引起塌方的情況下，操作員可以在保證視力可及， 安全操作的位置，遙控進(jìn)行掘進(jìn)工作。萬(wàn)一出現(xiàn)頂板脫落、塌方等意外情況時(shí)， 不會(huì)對(duì)操作員構(gòu)成人身傷害，并可以在安全、有效操作距離內(nèi)，將掘進(jìn)機(jī)開出 危險(xiǎn)環(huán)境。


圖l是控制系統(tǒng)原理框圖2是可編程控制器(PLC)示意圖3是數(shù)字式遙控發(fā)射機(jī)原理框圖4是遙控接收機(jī)原理框圖.
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，用于懸臂式掘進(jìn)機(jī)無(wú)線遙控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖，主要由無(wú) 線發(fā)射器、無(wú)線接收器、控制轉(zhuǎn)換器、可編程控制器(PLC)、電磁換向閥、電 液比例罰、防爆電動(dòng)機(jī)及一些輔助電路組成。
如圖4所示無(wú)線接收部分采用高性能分布參數(shù)濾波器和低噪聲高性能放大
器，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)；
(UHF)頻段采用外置式信號(hào)接收站，射頻信號(hào)損失少，無(wú)線接收性能穩(wěn)
定；
采用高性能數(shù)據(jù)處理控制器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行軟件濾波和解碼，對(duì)接收信號(hào)執(zhí) 行多重安全校驗(yàn)，使得操作安全性極高；
分體式設(shè)計(jì)，接收機(jī)各部分之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，組成模塊化，系統(tǒng)安裝 布置靈活；
高達(dá)22路繼電器接點(diǎn)輸出，與配套設(shè)備連接端口豐富； 遙控接收機(jī)的關(guān)鍵元部件都采用優(yōu)質(zhì)元件，內(nèi)部軟件經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試， 安全穩(wěn)定。
遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)設(shè)計(jì)均滿足GB3836.1-2000和GB3836.4-2000要求，
適合在具有瓦斯和煤塵爆炸性混合物的煤礦井下使用。
如圖2所示，數(shù)字式遙控發(fā)射機(jī)，是一個(gè)以不銹鋼為外殼的便攜式小功率 無(wú)線電發(fā)射機(jī)。內(nèi)部由本安輸出電池組、操作按鈕、低功耗微型控制器、石英 鎖相穩(wěn)頻數(shù)字式調(diào)頻發(fā)射電路、射頻功放電路和發(fā)射天線等部分組成。
遙控操作按鍵信號(hào)、通過(guò)接口電路輸入到內(nèi)部微型控制器中，進(jìn)行數(shù)字編碼 加密后后由采用石英晶體鎖相穩(wěn)頻的專用電路進(jìn)行調(diào)頻和變頻形成高頻載波信 號(hào)、并通過(guò)功率放大后由天線輸出相應(yīng)的無(wú)線電遙控信號(hào)。開機(jī)后，由微控制 器根據(jù)不同工作狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)耗電進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的按鍵操作信號(hào)進(jìn) 行脈沖發(fā)射，最大程度降低電能消耗。根據(jù)用戶的需要，遙控發(fā)射機(jī)可以設(shè)置 開機(jī)密碼，防止未授權(quán)的誤操作。
外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用專用模具壓制增強(qiáng)型硅橡膠鍵盤與堅(jiān)固的不銹鋼面板 配合，整個(gè)遙控器布局緊湊，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。根據(jù)工礦使用粉塵潮濕的環(huán)境特點(diǎn)， 特別重視遙控發(fā)射機(jī)的密封性能，針對(duì)常見遙控器電源開關(guān)、天線端口和電池 倉(cāng)等密封性差的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。完全拋棄鈕子開關(guān)，船型開關(guān)等不利于密封的 電源開關(guān)結(jié)構(gòu)，定制專用固定收發(fā)天線和多重防塵密封結(jié)構(gòu)等一系列措施，使 發(fā)射機(jī)主體密封性，能達(dá)到IP65 (包括電源開關(guān)和天線端口)，適合在粉塵、潮 濕的工廠和煤礦井下等惡劣環(huán)境中使用。
遙控裝置具體使用方法如下
把發(fā)射機(jī)的開關(guān)打到"合"位置后，調(diào)節(jié)發(fā)射功率，同時(shí)發(fā)送器的電源指示
燈亮，選擇合適功率后，按下相應(yīng)的操作按鈕(發(fā)射燈閃爍)，同時(shí)接收機(jī)的相 應(yīng)指示燈亮，完成相應(yīng)動(dòng)作。
遙控器系統(tǒng)具有15-20米的遙控距離，實(shí)現(xiàn)本安防爆設(shè)計(jì)，并成功與(PLC) 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。利用繼電器輸出完成開關(guān)量和模擬量控制，靈活完成掘進(jìn) 機(jī)在井下的各種功能，如左前、左后、右前、右后、星輪正轉(zhuǎn)、星輪反轉(zhuǎn)、 截煤伸、截煤縮、截煤升、截煤降、截煤左、截煤右、二運(yùn)正、二運(yùn)反、后支 撐升、后支撐降、轉(zhuǎn)載停；主泵停、截煤停、備用停。
該系統(tǒng)分為人工操作和無(wú)線遙控操作兩種模式，它們相互獨(dú)立。在進(jìn)行遙 控操作時(shí)，無(wú)線接收裝置接收到發(fā)射器的相應(yīng)操作信號(hào)，由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為(PLC) 能夠識(shí)別的繼電信號(hào)，作為(PLC)的輸入控制信號(hào)，(PLC)的相應(yīng)輸出功能 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作要求。
權(quán)利要求
1.煤礦掘進(jìn)機(jī)的無(wú)線遙控應(yīng)用技術(shù)，該遙控系統(tǒng)主要由無(wú)線發(fā)射器、無(wú)線接收器、控制轉(zhuǎn)換器、可編程控制器(PLC)、電磁換向閥、電液比例閥、防爆電動(dòng)機(jī)及輔助電路組成，其特征在于數(shù)字式遙控發(fā)射機(jī)是一個(gè)以不銹鋼為外殼的便攜式小功率無(wú)線電發(fā)射，內(nèi)部由本安輸出電池組、操作按鈕、低功耗微型控制器、石英鎖相穩(wěn)頻數(shù)字式調(diào)頻發(fā)射電路、射頻功放電路和發(fā)射天線等部分組成，無(wú)線發(fā)射器采用(PLL)鎖相回路及低噪聲壓控振蕩器加上雙重石英穩(wěn)頻技術(shù)；采用低功耗高性能單片機(jī)對(duì)操作信號(hào)進(jìn)行全數(shù)字編碼，操作信號(hào)具有安全碼、海明碼等措施；設(shè)有若干個(gè)操作按鈕供直接進(jìn)行操作，全數(shù)字處理模式，可通過(guò)兩鍵復(fù)用進(jìn)行多種操作功能;在進(jìn)行遙控操作時(shí)，無(wú)線接收裝置接收到發(fā)射器的相應(yīng)操作信號(hào)，由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為(PLC)能夠識(shí)別的繼電信號(hào)，作為(PLC)的輸入控制信號(hào)，(PLC)的相應(yīng)輸出功能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作要求。
2. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的煤礦掘進(jìn)機(jī)的無(wú)線遙控技術(shù)應(yīng)用技術(shù)，其特征在 于采用鋰電池供電，發(fā)射平均電流小于10mA，待機(jī)電流平均值小于0.3mA，可利用配套充電器對(duì)電池進(jìn)行充電。
3. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的煤礦掘進(jìn)機(jī)的無(wú)線遙控技術(shù)應(yīng)用技術(shù)，其特征在 于外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用專用模具壓制增強(qiáng)型硅橡膠鍵盤與堅(jiān)固的不銹鋼面 板配合。
全文摘要
煤礦掘進(jìn)機(jī)的無(wú)線遙控應(yīng)用技術(shù)，該遙控系統(tǒng)主要由無(wú)線發(fā)射器、無(wú)線接收器、控制轉(zhuǎn)換器、可編程控制器(PLC)、電磁換向閥、電液比例閥、防爆電動(dòng)機(jī)及輔助電路組成，數(shù)字式遙控發(fā)射機(jī)是一個(gè)以不銹鋼為外殼的便攜式小功率無(wú)線電發(fā)射機(jī)。內(nèi)部由本安輸出電池組、操作按鈕、低功耗微型控制器、石英鎖相穩(wěn)頻數(shù)字式調(diào)頻發(fā)射電路、射頻功放電路和發(fā)射天線等部分組成，在遙控操作時(shí)，無(wú)線接收裝置接收到發(fā)射器的相應(yīng)操作信號(hào)，由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為(PLC)能夠識(shí)別的繼電信號(hào)，作為(PLC)的輸入控制信號(hào)，(PLC)的相應(yīng)輸出功能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作要求。該技術(shù)使用方便、安全、效率高。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101363316SQ20081001336
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者劉立巖, 凌 勵(lì), 孫崇君, 凱 曲 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)北方交通重工集團(tuán)有限公司