CN109854225B - 一种煤矿锚杆钻机电液控制系统 - Google Patents

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王富强
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Abstract

本发明属于煤矿井下用锚杆支护的技术领域，具体涉及一种煤矿锚杆钻机电液控制系统，解决了现有锚杆钻机液压控制系统复杂，故障率高，自动化和远程控制麻烦、工作效率低的问题。其包括防爆电液比例换向阀、防爆电比例减压阀、控制箱、接收机、遥控器、转速传感器、压力传感器、位移传感器、电源、操作箱以及电气控制部分。本发明将电液控制系统用于对钻机动作的控制，将操作箱和遥控器用于操作，一键完成钻孔动作，一键完成锚固动作，降低工人劳动强度，操作位置相对灵活，实现远距离控制和自动化控制，改善劳动环境，提高工作效率。

Description

一种煤矿锚杆钻机电液控制系统
技术领域
本发明涉及煤矿锚杆钻机电液控制系统，属于锚杆钻机技术领域，适用于电液控制领域。
背景技术
随着综采工作面产能大幅提高，回采巷道数量大幅度增加，而掘进巷道水平尚未得到相应提高，采掘比例失调。掘进巷道时掘、运、支三种工序不能协调同步，掘、运工序等待支护工序，成为影响巷道掘进速度的主要因素。
目前煤矿井下使用的锚杆钻机大多数采用手持式气动钻机、手持式液压钻机或机载式液压锚杆钻机，存在操作手柄位置相对固定，不便于远程操作，钻孔过程中靠操作者不断的调整速度来适应工况条件，不便于钻孔作业时根据工况实时调整，自动化程度低，工人劳动强度大，整体效率不高。
发明内容
本发明为了解决现有锚杆钻机操作强度大，钻孔过程不能根据工况实时调节，不便于远程和自动化控制等问题，提供了一种结构简单、自动化程度高、按键操作的锚杆钻机电液控制系统。
本发明采用的技术方案是：一种煤矿锚杆钻机电液控制系统，防爆电液比例换向阀、防爆电比例减压阀、控制箱、接收机、遥控器、转速传感器、压力传感器、位移传感器、电源、操作箱以及电气控制部分；
其中，所述的防爆电液比例换向阀是防爆电器控制并具有压力补偿功能的阀组；防爆电比例减压阀是防爆电器先导比例控制的减压阀；
所述的控制箱包括依序连接的放大器、输出接线端、控制器、输入接线端，防爆电液比例换向阀连接控制箱的放大器，提供电源和驱动控制输出，连接防爆电比例减压阀连接控制箱的放大器，提供电源和驱动控制输出，控制箱的输入接线端连接操作箱，以提供电源和驱动控制输入，控制箱的输入接线端连接转速传感器、压力传感器及位移传感器，以提供电源和信号输入；
所述的遥控器用于遥控控制钻机，选择波段，集成自动钻孔按键、自动锚固按键、急停按键及电源按键；
所述的操作箱用于操作钻机，同时具有显示功能，还集成自动钻孔按键、自动锚固按键及急停按键；
所述的电气控制部分是利用操作箱按键实现对钻机的控制，利用遥控器按键实现钻孔功能的控制，利用转速传感器实现转速信号的采集和控制，利用压力传感器实现压力信号的采集和控制，利用位移传感器实现位置信号的采集和控制，通信接口为CAN总线。
其中，防爆电液比例换向阀具有电气比例控制和压力补偿功能。
其中，带按键操作的操作箱，通过按键操作控制钻机的姿态调整和钻孔功能。
其中，位移传感器采集钻机升降位移数据，与压力传感器采集到的压力数据和转速传感器采集到的旋转转速数据一起输入到控制箱，通过数据分析得出钻机工作对应的工况，控制输出钻机的旋转转速、升降速度和压力，实现钻机钻孔动作的自动控制。
区别于现有技术，本发明的煤矿锚杆钻机电液控制系统将操作箱和遥控器组合起来用于锚杆钻机操作，集成有一键钻孔和一键锚固功能，对钻孔工况信息进行数据采集，可根据工况对钻孔的旋转速度、旋转压力、升降速度和升降压力进行实时调节，采用显示屏对主要数据和故障情况进行显示，有效地解决了现有控制系统远程操作不灵活、工人劳动强度大、自动化水平低、处理故障繁琐和锚护效率低等问题。
附图说明
图1是本发明的锚杆钻机电液控制系统的结构框图。
附图标记说明：1-防爆电液比例换向阀，2-防爆电比例减压阀，3-控制箱，4-接收机，5-遥控器，6-转速传感器，7-压力传感器，8-位移传感器，9-电源，10-操作箱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，图1是本发明提供的一种煤矿锚杆钻机电液控制系统的结构示意图。包括防爆电液比例换向阀1、防爆电比例减压阀2、控制箱3、接收机4、遥控器5、转速传感器6、压力传感器7、位移传感器8、电源9、操作箱10组成。所述防爆电液比例换向阀1和防爆电比例减压阀2接至控制箱的放大器；所述接收机4、转速传感器6、压力传感器7、位移传感器8、操作箱10接至控制箱的输入端；所述遥控器5与接收机4通过无线通信连接。
本实施例中，通信接口为CAN总线。
本实施例中，所述操作箱10包含钻机姿态调整和钻孔功能控制的所有按键；所述遥控器5包含钻孔功能控制的所有按键；操作钻孔动作时以遥控器操作为主。
上述技术方案中，所述控制箱10通过转速传感器6、压力传感器7、位移传感器8将采集的信号和数据经控制器处理后对应到工况数据库中，实时控制钻孔过程的旋转速度和压力、升降速度和压力参数；控制箱3集成有显示屏可显示钻机动作，压力、转速、位移参数，钻机运行故障提示信息。
区别于现有技术，本发明的煤矿锚杆钻机电液控制系统将操作箱和遥控器组合起来用于锚杆钻机操作，集成有一键钻孔和一键锚固功能，对钻孔工况信息进行数据采集，可根据工况对钻孔的旋转速度、旋转压力、升降速度和升降压力进行实时调节，采用显示屏对主要数据和故障情况进行显示，有效地解决了现有控制系统远程操作不灵活、工人劳动强度大、自动化水平低、处理故障繁琐和锚护效率低等问题。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种煤矿锚杆钻机的电液控制系统，其特征在于：包括防爆电液比例换向阀(1)、防爆电比例减压阀(2)、控制箱(3)、接收机(4)、遥控器(5)、转速传感器(6)、压力传感器(7)、位移传感器(8)、电源(9)、操作箱(10)以及电气控制部分；其中，所述的防爆电液比例换向阀(1)是防爆电器控制并具有压力补偿功能的阀组；防爆电比例减压阀(2)是防爆电器先导比例控制的减压阀；所述的控制箱(3)包括依序连接的放大器、输出接线端、控制器、输入接线端，防爆电液比例换向阀(1)连接控制箱(3)的放大器提供电源和驱动控制输出，防爆电比例减压阀(2)连接控制箱(3)的放大器提供电源和驱动控制输出，控制箱(3)的输入接线端连接操作箱(10)以提供电源和驱动控制输入，控制箱(3)的输入接线端连接转速传感器(6)、压力传感器(7)及位移传感器(8)以提供电源和信号输入；所述的遥控器(5)用于遥控控制所述钻机，选择波段，集成自动钻孔按键、自动锚固按键、急停按键及电源按键；所述的操作箱(10)用于操作所述钻机，同时具有显示功能，还集成自动钻孔按键、自动锚固按键及急停按键；所述的电气控制部分是利用操作箱(10)按键实现对所述钻机的控制，利用遥控器(5)按键实现钻孔功能的控制，利用转速传感器(6)实现转速信号的采集和控制，利用压力传感器(7)实现压力信号的采集和控制，利用位移传感器(8)实现位置信号的采集和控制，通信接口为CAN总线；
所述位移传感器(8)采集所述钻机升降位移数据，与压力传感器(7)采集到的压力数据和转速传感器(6)采集到的旋转转速数据一起输入到控制箱(3)，通过数据分析得出所述钻机工作对应的工况，控制输出所述钻机的旋转转速、升降速度和压力，实现所述钻机钻孔动作的自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿锚杆钻机的电液控制系统，其特征是防爆电液比例换向阀(1)具有电气比例控制和压力补偿功能。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿锚杆钻机的电液控制系统，其特征在于，带按键操作的操作箱(10)通过按键操作控制所述钻机的姿态调整和钻孔功能。
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