CN107244324B - 一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法 - Google Patents

一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法，包括安装于猴车候车区域且用于检测人体信号的红外感应器；安装于猴车座椅处的重量传感器；用于控制猴车的变频电机运转的控制器；其中，控制器分别与红外传感器和重量传感器信号连接，控制器用于接收到红外感应器检测到人体信号时控制变频电机以低于正常转速的低速运转，控制器用于接收到重量传感器检测到人体乘坐且红外感应器未检测到人体信号时控制变频电机以正常转速运转。本发明在保证猴车安全运转的前提下，实现猴车在停机、低速和正常运速之间切换，从而获得安全、高效、节能的作用。

Description

一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法
技术领域
本发明涉及矿内人员运送领域，特别涉及一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法。
背景技术
猴车是一种广泛应用在矿井中用于运送人员的设备。猴车又称“矿山架空乘人索道”，它将钢丝绳安装在驱动轮、托绳轮、压绳轮、迂回轮上，并经张紧装置拉紧后，由驱动装置输出动力，带动驱动轮转动，从而带动钢丝绳运行，实现输送矿工的目的。这种原始的设计主要存在两个方面的缺陷，一方面，猴车运行速度恒定，为满足运输需要，猴车运行速度可达1.2m/s，虽然这个速度比健康的成年人正常行走速度略低，但这对劳累一天的矿工来说，上车仍存在一定难度，也暗藏安全隐患；另一方面，在无乘车人员的情况下，猴车不停地运转，造成电力浪费和设备磨损。
针对传统猴车的缺点，相关学者进行了相关发明研究。专利CN201521059566.8公开了一种矿用猴车全自动控制装置，通过红外传感器、分站监控系统、PLC控制系统、人机界面控制系统，根据红外传感器来判断是否有人乘车，进而实现猴车的启动与关闭，然而，当有乘坐人员在猴车上时猴车运行速度较快，对即将上车的矿工依然存在安全隐患。专利CN201320250897.4公开了一种架空乘人装置节能运行控制器，通过在机头、机尾分别设置红外传感器，实现乘车人员的监测，最终实现猴车的自动启停，该发明也存在，当有乘坐人员在猴车上时猴车运行速度较快，对即将上车的矿工依然存在安全隐患。
鉴于此，本发明人为此研制出一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法，有效的解决了上述问题，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能矿用猴车及其控制系统和控制方法，保证猴车在安全的前提下，实现猴车在停机、低速和正常运速之间切换，从而获得安全、高效、节能的作用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
提供的一种智能矿用猴车的控制系统，包括：
安装于猴车候车区域且用于检测人体信号的红外感应器；
安装于猴车座椅处的重量传感器；以及
用于控制控制猴车运行速度的变频电机的控制器；
其中，控制器分别与红外传感器和重量传感器信号连接，控制器用于未接收到重量传感器检测到人体乘坐且红外感应器未检测到人体信号时控制变频电机停止运转，控制器用于接收到红外感应器检测到人体信号时控制变频电机以低于正常转速的低速运转，控制器用于接收到重量传感器检测到人体乘坐且红外感应器未检测到人体信号时控制变频电机以正常转速运转。
可选的进一步改进，还包括信号接收器，信号接收器用于将红外感应器和重量传感器检测到的信号传递给控制器。
可选的进一步改进，所述重量传感器的信号触发阈值为最低矿工体重一定比例下的重量。
可选的进一步改进，还包括：
安装于座椅处的下车按钮，下车按钮和控制器信号连接，控制器接收到下车按钮的触发信号时控制变频电机以低于正常转速的低速运转。
可选的进一步改进，还包括：
安装于座椅处的紧急制动按钮，紧急制动按钮和控制器信号连接，控制器接收到紧急制动按钮的触发信号时控制变频电机停止运转。
提供的一种智能矿用猴车，包括：
分别安装于猴车前后两端的驱动轮和迂回轮；
用于驱动驱动轮转动的变频电机；
绕置于驱动轮和迂回轮上的钢丝绳；
依靠抱索器安装于钢丝绳上的座椅；以及
矿用猴车控制系统。
可选的进一步改进，所述座椅包括：
上端通过抱索器安装于钢丝绳的座椅柄；以及
安装于座椅柄处的座垫。
可选的进一步改进，所述座椅柄下端安装有脚踏板。
可选的进一步改进，所述座椅柄上部安装有紧急制动按钮和下车按钮。
可选的进一步改进，所述重量传感器安装于坐垫处。
提供的一种智能矿用猴车的控制方法，包括如下步骤：
S1控制器依据安装于候车区域的红外感应器检测人体信号，并以此判断候车区域是否有人，如果有人时，执行步骤S2；如果无人时，执行步骤S3；
S2控制器控制作为猴车驱动用的变频电机以低于正常的转速运转，并执行S5；
S3控制器依据安装于猴车座椅处的重量传感器的检测判断座椅上是否有人，如果无人时，则执行步骤S8；如果有人时，则执行步骤S4；
S4控制器控制变频电机以正常速度运转，并执行S5；
S5控制器判断安装于座椅处的紧急制动按钮是否被触发，如果触发则执行步骤S8；如果未被触发则执行步骤S6；
S6控制器判断安装于座椅处的下车按钮是否被触发，如果是，则执行步骤S7；如果不是，则回到步骤S1；
S7控制器依据重量传感器的检测判断座椅上是否有人，如果是，则回到步骤S1；如果不是，则回到步骤S2；
S8控制器控制变频电机停止运转。
采用上述方案后，本发明优点在于：
能够依靠候车区域的红外感应器来检测是否有人候车，只要发现有人候车，控制器则控制变频电机以低于正常转速运转，保证猴车低速运行，方便矿工上座椅，避免猴车运行速度过快而发生安全隐患，以保证猴车使用安全；
而猴车要以正常速度运转，则需满足以下两个条件，(一)红外传感器未检测到候车区域有人，(二)重量传感器检测到有人乘坐。保证在安全的前提下，实现矿工高效运送。
而猴车停止运转，也需同时满足以下两个条件，(一)红外感应器未检测到人体信号,(二)重量传感器未检测到人体乘坐。保证在安全的前提下，实现节能。
附图说明
图1是本实施例智能矿用猴车的结构示意图；
图2是本实施例的工作流程图。
标号说明
候车区域100，红外感应器1，重量传感器2，控制器3，座椅4，座椅柄41，座垫42，脚踏板43，信号接收器5，下车按钮6，变频电机7，紧急制动按钮8，驱动轮9，迂回轮10，钢丝绳11。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
参照图1所示，是本发明一较佳实施例揭示的一种矿用猴车控制系统，包括红外感应器1、重量传感器2和控制器3。
红外感应器1安装于猴车候车区域100，用于检测人体信号，并将信号传输至控制器3。其中候车区域100为供矿工上下猴车的区域。
重量传感器2安装于猴车座椅4处，通过检测人体重量信号来检测是否有人坐上座椅4，并将信号传输至控制器3。重量传感器2的信号触发阈值最好选择最低矿工体重一定比例下的重量，比如从最低矿工体重比例的60-80％中选择。
优选的，还包括信号接收器5，依靠信号接收器5用于将红外感应器1和重量传感器2检测到的信号传输给控制器3。
控制器3的控制机理为：(1)控制器3只要接收到红外感应器1检测到人体信号时，控制变频电机7以低于正常转速的低速运转，正常转速下猴车运行速度一般为1.2m/s；(2)控制器3未接收到重量传感器2检测到人体乘坐，且红外感应器1也未检测到人体信号时，控制变频电机7停止运转；(3)控制器3接收到重量传感器2检测到人体乘坐，且红外感应器1未检测到人体信号时，控制变频电机7以正常转速运转。
作为进一步改进，座椅4处还安装有下车按钮6，下车按钮6和控制器3信号连接，控制器3接收到下车按钮6的触发信号时控制变频电机7以低于正常转速的低速运转。
座椅4处还安装有紧急制动按钮8，紧急制动按钮8和控制器3信号连接，控制器3接收到紧急制动按钮8的触发信号时控制变频电机7停止运转。
依据上述控制机理并参照图2所示，本实施例具体的工作过程如下：
S1控制器3依据红外感应器1的检测判断候车区域100是否有人，如果有人时，执行步骤S2；如果无人时，执行步骤S3。
S2控制器3控制变频电机7以低于正常的转速运转，即猴车低速运转，并执行S5。
S3控制器3依据重量传感器2的检测判断座椅4上是否有人，如果无人时，则执行步骤S8；如果有人时，则执行步骤S4。
S4控制器3控制变频电机7以正常速度运转，猴车以正常速度运行，并执行S5。
S5控制器3判断紧急制动按钮8是否被触发，如果触发则执行步骤S8；如果未被触发则执行步骤S6。
S6控制器3判断下车按钮6是否被触发，如果是，则执行步骤S7；如果不是，则回到步骤S1。
S7控制器3依据重量传感器2的检测判断座椅4上是否有人，如果是，则回到步骤S1，表示下车按钮6误操作；如果不是，则回到步骤S2，仍保持低速运转，因低速运转上下猴车比较安全，同时不用因为一人下车而停止运转，影响整体运力。
S8控制器3控制变频电机7停止运转。
如图1所示，是本发明的一较佳实施例提供的一种智能矿用猴车，包括驱动轮9、迂回轮10、变频电机7、钢丝绳11、座椅4和上述的矿用猴车控制系统。
驱动轮9和迂回轮10分别安装于猴车前后两端，钢丝绳11绕置于驱动轮9和迂回轮10上，变频电机7用于驱动驱动轮9转动，转动的驱动轮9即可带动钢丝绳11移动，变频电机7的运转则通过上述矿用猴车控制系统进行控制，座椅4则依靠抱索器安装于钢丝绳11上，随钢丝绳11一起移动。
其中，常见的一种座椅4包括座椅柄41、座垫42和脚踏板43。座椅柄41的上端通过抱索器安装于钢丝绳11，座垫42则安装于座椅柄41处，脚踏板43安装于座椅柄41的下端，矿工使用时，坐于坐垫42上，手扶座椅柄41，脚置于脚踏板43。
紧急制动按钮8和下车按钮6安装于座椅柄41上部，便于矿工能够及时触摸到。重量传感器2则安装于坐垫42处。
本实施例保证了猴车在安全的前提下，实现猴车在停机、低速和正常运速之间切换，从而获得安全、高效、节能的作用。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能矿用猴车的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1控制器依据安装于候车区域的红外感应器检测人体信号，并以此判断候车区域是否有人，如果有人时，执行步骤S2；如果无人时，执行步骤S3；
S2控制器控制作为猴车驱动用的变频电机以低于正常的转速运转，并执行S5；
S3控制器依据安装于猴车座椅处的重量传感器的检测判断座椅上是否有人，如果无人时，则执行步骤S8；如果有人时，则执行步骤S4；
S4控制器控制变频电机以正常速度运转，并执行S5；
S5控制器判断安装于座椅处的紧急制动按钮是否被触发，如果触发则执行步骤S8；如果未被触发则执行步骤S6；
S6控制器判断安装于座椅处的下车按钮是否被触发，如果是，则执行步骤S7；如果不是，则回到步骤S1；
S7控制器依据重量传感器的检测判断座椅上是否有人，如果是，则回到步骤S1；如果不是，则回到步骤S2；
S8控制器控制变频电机停止运转；
猴车停止运转，也需同时满足以下两个条件，(一)红外感应器未检测到人体信号，(二)重量传感器未检测到人体乘坐；
紧急制动按钮和下车按钮安装于座椅柄上部，便于矿工能够及时触摸到，下车按钮被触发后，还会检测重量是否减轻，如果重量减轻则执行S1，如果没有重量减轻则执行S2。
2.一种采用如权利要求1所述智能矿用猴车的控制方法的智能矿用猴车的控制系统，其特征在于，包括：
安装于猴车候车区域且用于检测人体信号的红外感应器；
安装于猴车座椅处的重量传感器；以及
用于控制控制猴车运行速度的变频电机的控制器；
其中，控制器分别与红外传感器和重量传感器信号连接，控制器用于未接收到重量传感器检测到人体乘坐且红外感应器未检测到人体信号时控制变频电机停止运转，控制器用于接收到红外感应器检测到人体信号时控制变频电机以低于正常转速的低速运转，控制器用于接收到重量传感器检测到人体乘坐且红外感应器未检测到人体信号时控制变频电机以正常转速运转。
3.如权利要求2所述的一种智能矿用猴车的控制系统，其特征在于，还包括信号接收器，信号接收器用于将红外感应器和重量传感器检测到的信号传递给控制器。
4.如权利要求2所述的一种智能矿用猴车的控制系统，其特征在于：所述重量传感器的信号触发阈值为最低矿工体重一定比例下的重量。
5.如权利要求2所述的一种智能矿用猴车的控制系统，其特征在于，还包括：
安装于座椅处的下车按钮，下车按钮和控制器信号连接，控制器接收到下车按钮的触发信号时控制变频电机以低于正常转速的低速运转。
6.如权利要求2所述的一种智能矿用猴车的控制系统，其特征在于，还包括：
安装于座椅处的紧急制动按钮，紧急制动按钮和控制器信号连接，控制器接收到紧急制动按钮的触发信号时控制变频电机停止运转。
7.一种采用如权利要求2-6所述智能矿用猴车的控制系统的智能矿用猴车，其特征在于，包括：
分别安装于猴车前后两端的驱动轮和迂回轮；
用于驱动驱动轮转动的变频电机；
绕置于驱动轮和迂回轮上的钢丝绳；
依靠抱索器安装于钢丝绳上的座椅。
8.如权利要求7所述的一种智能矿用猴车，其特征在于，所述座椅包括：
上端通过抱索器安装于钢丝绳的座椅柄；以及
安装于座椅柄处的座垫。
9.如权利要求8所述的一种智能矿用猴车，其特征在于：所述座椅柄下端安装有脚踏板。
10.如权利要求8所述的一种智能矿用猴车，其特征在于：所述座椅柄上部安装有紧急制动按钮和下车按钮，所述重量传感器则安装于坐垫处。
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