CN103588096A

CN103588096A - 一种单轨吊机车控制系统

Info

Publication number: CN103588096A
Application number: CN201310450878.0A
Authority: CN
Inventors: 闫相宏; 丁鹏; 张玉青; 陈永鹏; 李莉; 李建中
Original assignee: UROICA MINING SAFETY ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: UROICA MINING SAFETY ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN103588096B

Abstract

本发明提出了一种安全系数高、重量轻、故障率小和易扩展的单轨吊机车控制系统。该单轨吊机车控制系统，包括电控单元，用于控制检测和通信，包括用于检测数据和单轨吊机车运行状态显示的显示单元、用于进行单轨吊机车操作控制的控制单元和用于进行参数检测、向显示单元发送检测信息和向控制单元发送控制信号的控制器，其中，控制器分别与显示单元和控制单元连接；液压单元，用于控制单轨吊机车的启动或停止操作，与电控单元连接，包括启动单元、制动单元和夹紧力控单元。本发明所述的单轨吊机车控制系统结构简单，安全系数高，易进行系统扩展。

Description

一种单轨吊机车控制系统

技术领域

本发明涉及单轨吊领域，特别是指一种单轨吊机车控制系统。

背景技术

单轨吊机车是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，主要用于煤矿综采工作面安装、回撤。电牵引单轨吊机车即由蓄电池为机车提供动力的一种辅助运输设备，它具有系统运行噪声小，故障率低，易于检修维护，价格便宜，爬坡能力强等特点，可实现整体运输液压支架等大型设备。.目前国内煤矿辅助运输中，主要有防爆蓄电池单轨吊机车和柴油机单轨吊机车；

目前国内煤矿使用的柴油机单轨吊机车操控系统主要是机械液传控制系统，柴油机单轨吊机车通过改变先导型液压阀、节流阀和减压阀的状态，经过液压油管传递控制信息，从而控制主液压回路的主阀体从而控制柴油机单轨吊机车；机械液传操控系统设计较为简单，但液压油管路较多、重量大、故障率高、安全系数低、系统可扩展性较差等缺点。

发明内容

本发明提出一种安全系数高、重量轻、故障率小和易扩展的单轨吊机车控制系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种单轨吊机车控制系统，包括：

电控单元，用于控制检测和通信，包括用于检测数据和单轨吊机车运行状态显示的显示单元、用于进行单轨吊机车操作控制的控制单元和用于进行参数检测、向显示单元发送检测信息和向控制单元发送控制信号的控制器，其中，控制器分别与显示单元和控制单元连接；

液压单元，用于控制单轨吊机车的启动或停止操作，与电控单元连接，包括启动单元、制动单元和夹紧力控单元。

作为进一步的技术方案，电控单元包括：

瓦斯浓度检测单元，用于检测使用环境中的瓦斯浓度，与控制器连接。

作为进一步的技术方案，电控单元包括：

油污染度检测单元，用于进行单轨吊机车油污染度的检测，与控制器连接。

作为进一步的技术方案，控制器还包括：起吊重量检测单元，用于进行被允在物体的起吊和重量检测，并在控制器的控制下将检测信息发送到显示装置。

作为进一步的技术方案，控制器包括：

第一控单元，用于向显示单元发送检测信息；

第二控单元，用于向单轨吊机车发送控制信号。

作为进一步的技术方案，控制器还包括：

行车记录单元，用于对单轨吊机车的运行状态进行记录，以便后期查看或维护。

作为进一步的技术方案，控制器还包括：

速度检测单元，用于进行单轨吊机车速度检测。

作为进一步的技术方案，控制器还包括：

通讯及导航单元，用于驾驶员与外界通讯或单轨吊机车行驶过程中的导航。

作为进一步的技术方案，显示单元与控制器通过CAN总线连接；控制单元与控制器通过CAN总线连接。

本发明技术方案的有益效果：

1、通过显示单元、控制单元和控制器的组合设计，使得在配合驾驶室安装后实现无油管设计，进而替代了传统的液压元件，使得整体结构变的简单；

2、通过瓦斯浓度检测单元进行使用环境瓦斯浓度检测，能够在使用的过程中了解使用环境中瓦斯情况，进而增加使用过程中的安全系数。

3、通过CAN总线连接设计，与现有技术相比简化了复杂的通讯线路，增强了控制系统的通讯效率和数据处理能力，提高了系统的故障检测能力，进一步降低了生产、使用和维护成本；

4、起吊重量自动检测显示，配合控制装置实现了驱动部动态夹紧力控制,降低了驱动轮的磨损，同时降低了发动力能耗和排放；

5、行车信息记录，有效的对单轨吊机车运行状态进行记录，以便在后期进行状态查看或维护中对数据的使用，进而提高工作效率。

6、对速度进行检测，以或者单轨吊机车的运行速度，并将行使当前的速度反馈到显示单元，以便驾驶人员能够或者单轨吊机车的速度，进而可以更加有效的对单轨吊机车进行控制；

7、通讯及导航单元，兼3G、WiFi或Mesh433无线通讯等接口协议，能够实现井上调度中心对单轨吊机车的定位、跟踪、工况参数、报警和故障诊断等信息融合，并在行使的过程中对单轨吊机车进行导航。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种单轨吊机车控制系统一个实施例的结构框图；

图2为本发明一种单轨吊机车控制系统另一个实施例的结构框图；

图3为本发明一种单轨吊机车控制系统再一个实施例的结构框图；

图4为本发明一种单轨吊机车控制系统中控制器的结构框图。

图中：

1、电控单元；11、显示单元；12、控制单元；13、控制器；131、第一控单元；132、第二控单元；133、行车记录单元；134、速度检测单元；135、通讯及导航单元；14、瓦斯浓度检测单元；15、油污染度检测单元；16、起吊重量检测单元；2、液压单元；21、启动单元；22、制动单元；23、夹紧力控单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～4所示，本发明提出了一种单轨吊机车控制系统，包括：

电控单元1，用于控制检测和通信，包括用于检测数据和单轨吊机车运行状态显示的显示单元11、用于进行单轨吊机车操作控制的控制单元12和用于进行参数检测、向显示单元11发送检测信息和向控制单元12发送控制信号的控制器13，其中，控制器13分别与显示单元11和控制单元12连接；

液压单元2，用于控制单轨吊机车的启动或停止操作，与电控单元1连接，包括启动单元21、制动单元22和夹紧力控单元23。

本发明的一个实施例中，电控单元1包括显示单元11、控制单元12和控制器13，在本实施例中，设置有驾驶室，显示单元11和控制单元12均设置在驾驶室内，通过显示单元11进行数据信息的显示，通过控制单元12进行对单轨吊机车的各动作进行控制；控制器13作为中枢传送机构，进行各部件的状态参数的收集，并将收集的信号转送到显示单元11进行显示，当驾驶员根据显示单元11显示的信号等值单轨吊机车的状态后，通过控制单元12进行相应操作，而控制装置的操作指令发送到控制器13，通过控制器13实现单轨吊机车的相应操作，在本实施例中，控制器13包括第一控单元131和第二控单元132，其中，第一控制单元12检测各部件的动作参数或状态参数，并将这些动作参数或状态参数发送到显示单元11进行显示，第二控单元132，用于在驾驶员对进行控制单元12的相应操作后，获取操作单元的相应操作指令，并将该操作指令发送到相应的部件，进行部件的相应操作，本实施例中，相应操作可以为发动机启动、机车制动或其他，为节省篇幅，本实施例中不再进行赘述；另外显示单元11和控制单元12通过CAN总线与控制器13连接，已达到数据稳定高速的传输；通过上述的技术方案，可以实现单轨吊机车的电子化控制，这样替代了传统的液压元件，使的结构变得简单。

本发明的另一个实施例中，作为进一步的技术方案，电控单元1包括：

瓦斯浓度检测单元14，用于检测使用环境中的瓦斯浓度，与控制器13连接。

本实施例中，单轨吊机车控制系统设置在矿井中进行日常使用，然而在矿井的开采中会伴随有瓦斯的产生，而根据其特性，属于易燃烧的其他，并且浓度过高会对人体有害，长时间在浓度高的瓦斯环境中工作会导致中毒等问题的发生，因此为解决上述问题，在本实施例中，优选的设置有瓦斯浓度检测单元14，瓦斯浓度检测单元14与控制器13连接，通过瓦斯浓度检测单元14进行矿井内瓦斯浓度检测，检测见过在控制器13的控制下，将检测结果发送到显示单元11，通过显示单元11进行显示，其中，瓦斯浓度检测单元14的采集时间可以根据实际需要设定，可以设定每隔2分钟、5分钟、10分钟或更多时间进行一次检测，当驾驶人员根据显示单元11的显示结果发现瓦斯浓度增加，则可以第一时间增加矿井内部的换气等相应操作，避免瓦斯爆炸或瓦斯中毒等问题的发生。

本发明的再一个实施例中，作为进一步的技术方案，电控单元1包括：

油污染度检测单元15，用于进行单轨吊机车油污染度的检测，与控制器13连接。

其中，在单轨吊机车运行过程中会有部分组成部分有使用到润滑油等（如驱动轮），如长时间使用，由于环境的原因，在驱动轮或其他部位产生油污，如长时间不处理，油污可能造成驱动轮脱落等问题的出现，造成事故的产生；另外单轨吊机车的动力源与柴油发动机，在注油等操作的过程中也可能造成油洒在其他部件上，长时间使用后产生油污，如不及时处理则油污同样会造成对其他部件的堵塞，造成事故的发生，为此，本实施例中优选的设置有油污染度检测单元15，通过该检测单元检测各部件（驱动轮、发动机邮箱附近等位置）的油污进行检测，并在控制器13的控制下将检测结果发送到系那是单元进行显示，供驾驶人员或者油污染的信息，进而可以在油污染严重时对其进行清理等相应操作。

本发明的再一个实施例中，作为进一步的技术方案，控制器13还包括：起吊重量检测单元16，用于进行被允在物体的起吊和重量检测，并在控制器13的控制下将检测信息发送到显示装置。

本实施例中设置起吊重量检测单元16，与控制器13连接，在启动前，根据起吊重量检测单元16进行被运载物体重量检测，并通过控制器13将结果发送显示单元11，本实施例中，在控制强将重量检测结果发送到显示单元11的同时，该重量检测结果同时发送到控制单元12，通过控制单元12根据该重量检测结果和发动机牵引力计算出最大爬坡角度，并通过起吊重量检测单元16实施检测单轨吊机车在运行过程中的状态，并将结果发送到显示装置，避免当单轨吊机车在运行的过程中出现大于爬坡角度而出现事故。

作为进一步的技术方案，控制器13包括：

第一控单元131，用于向显示单元11发送检测信息；

第二控单元132，用于向单轨吊机车发送控制信号。

本发明的再一个实施例中，作为进一步的技术方案，控制器13还包括：

行车记录单元133，用于对单轨吊机车的运行状态进行记录，以便后期查看或维护。

作为进一步的技术方案，控制器13还包括：

速度检测单元134，用于进行单轨吊机车速度检测。

本发明的再一个实施例中，优选的设置有行车记录单元133和速度检测单元134，通过行车记录单元133进行单轨吊机车运行状态的记录，运行过程的记录，当后期需要进行维修等操作时可以清楚的了解单轨吊机车在各个环节中的状态；另外，速度检测单元134用于检测单轨吊机车运行过程中的速度，并将检测的速度的结果在控制器13的控制下发送大显示单元11显示，当单轨吊机车的运行速度超过限定速度时，驾驶人员可以第一时间获知速度消息，可以进行制动或其他等操作。

通讯及导航单元135，用于驾驶员与外界通讯或单轨吊机车行驶过程中的导航。

本实施例中，单轨吊机车在矿井中使用，而矿井存在一定的深度，因此，通过设置的通讯及导航单元135进行与矿井上调度中的通讯，其中，通讯及导航单元135兼容3G、WiFi和Mesh433无线通讯等接口协议，以实现多种方式与井上调度中心通讯，且井上调度中心可以通过通讯及导航单元135对单轨吊机车进行定位，紧缺的确认单轨吊机车的位置，进而能够进行实时获得工况参数、矿井内的报警或第一时间或的故障诊断信息等，在本实施例中，通讯及导航单元135还能够作为单轨吊机车的导航使用，引导操作人员进行单轨吊机车的行驶。

作为进一步的技术方案，显示单元11与控制器13通过CAN总线连接；控制单元12与控制器13通过CAN总线连接。

当单轨吊机车启动时，驾驶人员首先接通驾驶室内的电源开关，电控单元1的各个单元进行自检，当检测到没有故障后，驾驶人员通过控制单元12实现发动机启动；需要前进时，驾驶人员通过控制单元12的进行启动设置，并根据被运载物体的重量计算出启动的角度等，并通过CAN总线把前进命令发动给控制器13，控制器13接受到该命令后，控制液压单元2启动，即控制液压单元2中的启动单元21启动，并实时进行启动单元21的检测（启动单元21包括发动机，本实施例中对发动机进行检测），检测启动单元21的输出功率是否到达设定功率，当达到额定功率，控制器13控制制动单元22接触制动，进而实单轨吊机车的平稳起步；另外，在单轨吊机车的形式过程中夹紧力对驱动为常量会对驱动轮造成磨损加剧，在本实施例中通过控制器13实时获取被运输物体重量和爬坡角度，实时计算夹紧力所需值，且通过控制器13对夹紧力控单元23进行调整，以调整不同时段驱动轮处夹紧力的大小，进而增加了驱动轮的使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种单轨吊机车控制系统，其特征在于，包括：

电控单元（1），用于控制检测和通信，包括用于检测数据和单轨吊机车运行状态显示的显示单元（11）、用于进行单轨吊机车操作控制的控制单元（12）和用于进行参数检测、向所述显示单元（11）发送检测信息和向所述控制单元（12）发送控制信号的控制器（13），其中，所述控制器（13）分别与所述显示单元（11）和所述控制单元（12）连接；

液压单元（2），用于控制单轨吊机车的启动或停止操作，与所述电控单元（1）连接，包括启动单元（21）、制动单元（22）和夹紧力控单元（23）。

2.如权利要求1所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述电控单元（1）包括：

瓦斯浓度检测单元（14），用于检测使用环境中的瓦斯浓度，与所述控制器（13）连接。

3.如权利要求1所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述电控单元（1）包括：

油污染度检测单元（15），用于进行单轨吊机车油污染度的检测，与所述控制器（13）连接。

4.如权利要求1所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述控制器（13）还包括：起吊重量检测单元（16），用于进行被允在物体的起吊和重量检测，并在所述控制器（13）的控制下将检测信息发送到所述显示装置。

5.如权利要求4所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述控制器（13）包括：

第一控单元（131），用于向所述显示单元（11）发送检测信息；

第二控单元（132），用于向单轨吊机车发送控制信号。

6.如权利要求5所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述控制器（13）还包括：

行车记录单元（133），用于对单轨吊机车的运行状态进行记录，以便后期查看或维护。

7.如权利要求6所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述控制器（13）还包括：

速度检测单元（134），用于进行单轨吊机车速度检测。

8.如权利要求7所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述控制器（13）还包括：

通讯及导航单元（135），用于驾驶员与外界通讯或单轨吊机车行驶过程中的导航。

9.如权利要求1所述的单轨吊机车控制系统，其特征在于，所述显示单元（11）与所述控制器（13）通过CAN总线连接；所述控制单元（12）与所述控制器（13）通过CAN总线连接。