CN106555597A - 一种矿用小型喷浆机械手遥控系统 - Google Patents
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Abstract
一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,主要包括发射器和接收器,发射器和接收器均为基于单片机的嵌入式系统,采用无线电遥控。该系统改善了喷浆质量,减小了工人的劳动强度,是喷浆技术发展过程中的一座里程碑。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统,特别是一种矿用小型喷浆机械手遥控系统。
背景技术
在煤矿巷道掘进过程中,大都采用喷浆支护,以前在喷浆过程中,都是由工人抱着喷枪进行作业,不仅劳动强度较大,影响工人身体健康,而且喷浆质量不易保证。从20世纪60年代中后期开始,喷浆机械手诞生并得到快速发展。工人的劳动强度大大减轻。但是在工作过程中既需要方便地操作机械手。又需要时刻注意工作面的喷浆情况。所以遥控技术的发展给喷浆机械手的发展带来了新的契机。
发明内容
本发明提出了一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,该系统改善了喷浆质量,减小了工人的劳动强度,是喷浆技术发展过程中的一座里程碑。
本发明所采用的技术方案是:
所述小型喷浆机械手包括大臂俯仰、大臂摇摆、大臂伸缩、喷头前后摆动、喷头左右摆动5个自由度。在喷浆作业过程中喷浆机械手要能实现方便的移动,所以给喷浆机械手安装行走履带。
所述小型矿用喷浆机械手在工作工程中,电机带动2个液压泵(一个主泵,一个辅助泵)。两泵串联。主泵驱动俯仰液压缸带动大臂实现俯仰运动。驱动回转摆动油缸带动大臂实现摇摆运动,驱动大臂伸缩液压缸带动大臂实现伸缩运动,驱动螺旋摆动油缸带动喷头实现左右摆动,带动前后摆动油缸带动喷头实现前后摆动,该主泵还驱动2个行走马达。以上运动都是通过电磁多路阀控制的。可以实现各个动作的同时控制,互不干涉。辅助泵用来驱动支腿和画圆马达的动作。
所述喷浆机械手的遥控系统主要包括发射器和接收器。发射器和接收器均为基于单片机的嵌入式系统,采用无线电遥控。通过发射器将输入信号编码后转换为电磁波信号,由无线发送模块经过天线发射出去。接收器将电磁波信号滤波放大后经过解码。启动输出程序,利用单片机来驱动喷浆机械手。
按照机械手实际工作状况的不同。将遥控的方式分为比例量遥控和开关量遥控:实际工作中,机械手的行走要求能实现速度的变化。所以要求其行走的控制为比例量遥控:其余机械手的动作对速度没有特别的要求。采用简单的开关量遥控即可。一个控制手柄前后、左右摆动,可以控制机械手履带左右行走马达的正转和反转,实现履带的前进、后退、左转和右转。开关量控制采用拨子开关,6个拨子开关分别控制机械手:大臂俯仰、大臂摇摆、大臂伸缩、喷头前后摆动、喷头左右摆动5个动作和支腿的升降。遥控器面板上还有2个按键开关。分别为急停开关和控制喷头自转马达的开关.其中控制喷头自转马达的开关有自锁的特性。该喷浆机械手遥控系统的发射器和接收器的核心单元均为单片机。对于该小型喷浆机械手的遥控系统.可以选择的单片机种类较多。这里选择了性价比较高的XCl64单片机。XCl64单片机集成了一个精度为10位、带有14路通道和采样保持电路的数模转换器(ADC)。
一个手柄控制2个比例量,分别是左行走马达的前进和后退,右行走马达的前进和后退,2个比例量输入通过2个电位器来实现,通过电位器的滑动实现电位器电阻的变化,从而实现电压的改变,经发射器中单片机进行信号转换,无线传输至接收器中,经单片机处理,最终实现输入电磁换向阀输入电流的不同,控制电磁换向阀不同的开度,从而控制喷浆机械手不同的行走速度及方向。
所述开关量遥控采用了6个拨子开关和1个按键开关,总共实现了13个信号的输入,采用独立式开关电路。
所述开关量遥控的电路,采用控制继电器的通断控制电磁铁的动作,当拨动遥控器上的拨子开关,接收器低电平,继电器两端存在压差,继电器开关接通,电磁阀动作,执行机构工作。继电器选用电磁式继电器。所以要在线圈前并联一个二极管,为了指示电路是否接通,还需并联一个发光二极管。
所述小型喷浆机械手的电磁多路阀采用直控式比例方向节流阀(开关量控制的电磁换向阀也采用同样的比例阀,作为开关量换向阀使用),这种阀采用双弹簧机械对中的四边滑阀结构,比例方向阀起始电流。
本发明的有益效果是:改善了喷浆质量,减小了工人的劳动强度,是喷浆技术发展过程中的一座里程碑。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的矿用小型喷浆机械手的总体机构图。
图2是本发明的矿用小型喷浆机械手的遥控原理图。
图3是本发明的矿用小型喷浆机械手遥控器面板设计图。
图4是本发明的比例量输入电路图。
图5是本发明的开开关置输入电路图。
图6是本发明的开关量继电器设计图。
图中:1.履带;2.支腿;3.回转支撑;4.支撑臂;5.螺旋摆动油缸;6.喷头;7.大臂;8.换向阀;9.启动器;10.电机;11.液压泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1,小型喷浆机械手包括大臂俯仰、大臂摇摆、大臂伸缩、喷头前后摆动、喷头左右摆动5个自由度。在喷浆作业过程中喷浆机械手要能实现方便的移动,所以给喷浆机械手安装行走履带。
所述小型矿用喷浆机械手在工作工程中.电机带动2个液压泵(一个主泵,一个辅助泵)。两泵串联。主泵驱动俯仰液压缸带动大臂实现俯仰运动。驱动回转摆动油缸带动大臂实现摇摆运动,驱动大臂伸缩液压缸带动大臂实现伸缩运动,驱动螺旋摆动油缸带动喷头实现左右摆动,带动前后摆动油缸带动喷头实现前后摆动,该主泵还驱动2个行走马达。以上运动都是通过电磁多路阀控制的。可以实现各个动作的同时控制,互不干涉。辅助泵用来驱动支腿和画圆马达的动作。
如图2,喷浆机械手的遥控系统主要包括发射器和接收器。发射器和接收器均为基于单片机的嵌入式系统。采用无线电遥控。通过发射器将输入信号编码后转换为电磁波信号,由无线发送模块经过天线发射出去。接收器将电磁波信号滤波放大后经过解码。启动输出程序,利用单片机来驱动喷浆机械手。
如图3,按照机械手实际工作状况的不同,将遥控的方式分为比例量遥控和开关量遥控:实际工作中,机械手的行走要求能实现速度的变化。所以要求其行走的控制为比例量遥控:其余机械手的动作对速度没有特别的要求。采用简单的开关量遥控即可。一个控制手柄前后、左右摆动,可以控制机械手履带左右行走马达的正转和反转,实现履带的前进、后退、左转和右转。开关量控制采用拨子开关,6个拨子开关分别控制机械手:大臂俯仰、大臂摇摆、大臂伸缩、喷头前后摆动、喷头左右摆动5个动作和支腿的升降。遥控器面板上还有2个按键开关。分别为急停开关和控制喷头自转马达的开关.其中控制喷头自转马达的开关有自锁的特性。该喷浆机械手遥控系统的发射器和接收器的核心单元均为单片机。对于该小型喷浆机械手的遥控系统.可以选择的单片机种类较多。这里选择了性价比较高的XCl64单片机。XCl64单片机集成了一个精度为10位、带有14路通道和采样保持电路的数模转换器(ADC)。
如图4,一个手柄控制2个比例量,分别是左行走马达的前进和后退,右行走马达的前进和后退,2个比例量输入通过2个电位器来实现,通过电位器的滑动实现电位器电阻的变化,从而实现电压的改变,经发射器中单片机进行信号转换,无线传输至接收器中,经单片机处理,最终实现输入电磁换向阀输入电流的不同,控制电磁换向阀不同的开度,从而控制喷浆机械手不同的行走速度及方向。
如图5,开关量遥控采用了6个拨子开关和1个按键开关,总共实现了13个信号的输入,采用独立式开关电路。
如图6,开关量遥控的电路,采用控制继电器的通断控制电磁铁的动作,当拨动遥控器上的拨子开关,接收器低电平,继电器两端存在压差,继电器开关接通,电磁阀动作,执行机构工作。继电器选用电磁式继电器。所以要在线圈前并联一个二极管,为了指示电路是否接通,还需并联一个发光二极管。
小型喷浆机械手的电磁多路阀采用直控式比例方向节流阀(开关量控制的电磁换向阀也采用同样的比例阀,作为开关量换向阀使用),这种阀采用双弹簧机械对中的四边滑阀结构,比例方向阀起始电流。
Claims (6)
1.一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,其特征是:所述小型喷浆机械手包括大臂俯仰、大臂摇摆、大臂伸缩、喷头前后摆动、喷头左右摆动5个自由度。
2.根据权利要求1所述的一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,其特征是:所述小型矿用喷浆机械手在工作工程中,电机带动2个液压泵(一个主泵,一个辅助泵),两泵串联。
3.根据权利要求1所述的一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,其特征是所述喷浆机械手的遥控系统主要包括发射器和接收器,发射器和接收器均为基于单片机的嵌入式系统,采用无线电遥控。
4.根据权利要求1所述的一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,其特征是所述开关量遥控采用了6个拨子开关和1个按键开关,总共实现了13个信号的输入,采用独立式开关电路。
5.根据权利要求1所述的一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,其特征是:所述开关量遥控的电路,采用控制继电器的通断控制电磁铁的动作,当拨动遥控器上的拨子开关,接收器低电平,继电器两端存在压差,继电器开关接通,电磁阀动作,执行机构工作,继电器选用电磁式继电器。
6.根据权利要求1所述的一种矿用小型喷浆机械手遥控系统,其特征是:所述小型喷浆机械手的电磁多路阀采用直控式比例方向节流阀(开关量控制的电磁换向阀也采用同样的比例阀,作为开关量换向阀使用),这种阀采用双弹簧机械对中的四边滑阀结构,比例方向阀起始电流。
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CN201510615173.9A CN106555597A (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 一种矿用小型喷浆机械手遥控系统 |
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Cited By (2)
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CN106869965A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 榆林学院 | 一种机械化自动喷浆装置 |
CN110986748A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种监测盾构滚刀刀架后退的监测装置 |
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- 2015-09-24 CN CN201510615173.9A patent/CN106555597A/zh active Pending
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