CN111561316A - 一种掘进机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掘进机的控制系统，包括主控器和供水系统，供水系统包括内喷雾供水系统和外喷雾供水系统；外喷雾供水系统包括依次连接的第一水压及流量检测组件、冷却器、截割电机内水道和外喷雾喷嘴；内喷雾供水系统包括依次连接的第二水压及流量检测组件和位于截割头上的内喷雾喷嘴；主控器分别与第一水压及流量检测组件、第二水压及流量检测组件和截割电机连接，主控器用于根据第一水压及流量检测组件及第二水压及流量检测组件的检测值，控制截割电机的开启或关闭，这样可准确判断水系统的水压和流量是否满足作业需求，在水系统的水压和流量不满足作业需求时，控制截割电机关闭，从而避免水压和流量过小而导致故障和事故发生。
Description
技术领域
本发明涉及掘进机技术领域，特别涉及一种掘进机的控制系统。
背景技术
目前掘进作业普遍使用掘进机，在掘进机作业时，一方面掘进机在快速掘进时会产生大量粉尘，另一方面在每次掘进作业过程中截割电机会产生高温，需要冷却水来充分降温，否则极易发生故障，然而现有的掘进机的水系统由人工进行控制，易造成操作人员对水压和流量判断不准确，使水压和流量过小而导致故障和事故发生。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种掘进机的控制系统，以解决现有的掘进机的水系统由人工进行控制，易造成操作人员对水压和流量判断不准确，使水压和流量过小而导致故障和事故发生的问题。
根据本发明的实施例，提供了一种掘进机的控制系统，包括主控器和供水系统，所述供水系统包括内喷雾供水系统和外喷雾供水系统；
所述外喷雾供水系统包括依次连接的第一水压及流量检测组件、冷却器、截割电机内水道和外喷雾喷嘴；
所述内喷雾供水系统包括依次连接的第二水压及流量检测组件和位于截割头上的内喷雾喷嘴；
所述主控器分别与所述第一水压及流量检测组件、所述第二水压及流量检测组件和所述截割电机连接，所述主控器用于根据所述第一水压及流量检测组件及第二水压及流量检测组件的检测值，控制所述截割电机的开启或关闭。
具体地，所述供水系统还包括水压增压组件，所述水压增压组件的出水端分别与所述第一水压及流量检测组件和所述第二水压及流量检测组件连接。
具体地，所述供水系统还包括所述供水系统还包括第一阀门、第二阀门及过滤器，所述水压增压组件的进水端通过所述第一阀门与所述过滤器的出水端连接，所述过滤器的出水端与所述第二阀门连接。
具体地，所述截割头包括截割头体，所述截割头体上设有截齿座，所述截齿座与所述内喷雾喷嘴的数量相同且一一对应，每个所述内喷雾喷嘴位于对应的截齿座上，且每个所述截齿座上还安装有截齿；
所述截割头体内设有与内喷雾喷嘴连通的喷雾水腔。
具体地，所述截齿座沿所述截割头体的表面沿螺旋曲线排列，所述截齿按照所述螺旋曲线的走势倾斜设置，所述内喷雾喷嘴位于所述截齿座上靠近所述截齿齿尖的一侧。
具体地，所述掘进机的控制系统还包括润滑系统，所述润滑系统包括自动润滑泵和分配器，所述自动润滑泵通过所述分配器与各润滑点连接。
具体地，所述掘进机的控制系统还包括与所述主控器连接的遥控接收器，所述主控器还用于根据遥控接收器所接收的远程控制指令对所述掘进机进行控制。
具体地，所述掘进机的控制系统还包括操作箱和电控箱；
所述操作箱内安装开关量采集板；
所述操作箱的表面上设有至少一个用于控制掘进机的旋钮开关；
所述主控器安装于电控箱内，所述电控箱内还设有CAN总线隔离器，所述旋钮开关均通过所述开关量采集板和CAN总线隔离器与所述主控器连接。
具体地，所述操作箱的表面上还设有10.4寸的显示屏，所述显示器与所述主控器连接，所述显示屏位于所述旋钮开关的上方，相邻的两个所述旋钮开关之间的距离大于50mm。
具体地，所述掘进机的控制系统还包括与所述主控器连接的无线通信器。
本发明提供了一种掘进机的控制系统，通过第一水压及流量检测组件及第二水压及流量检测组件采集的实时水压值和流量值，然后主控器根据实时的水压值和流量值控制截割电机的开启或关闭，这样可准确判断水系统的水压和流量是否满足作业需求，在水系统的水压和流量不满足作业需求时，控制截割电机关闭，从而避免水压和流量过小而导致故障和事故发生，并且降低工人的工作量。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为掘进机的结构图；
图2为掘进机供水系统的结构示意图；
图3为掘进机润滑系统的结构示意图；
图4截割头的结构图；
图5为截割头的剖面图；
图6为操作箱的结构图；
图7为操作箱的电路图；
图8为操作箱的剖视图。
其中，100-供水系统，1001-第二阀门，1002-过滤器，1003-第一阀门，1004-水压增压组件，10041-减压阀组，10042-增压泵，1005-第一水压及流量检测组件，10051-第一流量计，10052-第一压力传感器，1006-冷却器，1007-截割电机，1008-外喷雾喷嘴，1009-第二水压及流量检测组件，10091-第二压力传感器，10092-第二流量计，10010-内喷雾喷嘴，101-润滑系统，1011-自动润滑泵，1012-液压泵站，1013-分配器，102-遥控接收器，103-操作箱，104-WiFi模块，105-截割头，1051-截割头体，1052-水套，106-截齿，107-截齿座，108-旋钮开关，109-显示屏，110-开关量采集板，111-CAN总线隔离器，112-主控器，113-安装板。
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、完整的描述，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。
根据本发明的实施例，如图1和图2所示，提供了一种掘进机的控制系统，包括主控器112和供水系统100，供水系统100包括内喷雾供水系统和外喷雾供水系统；外喷雾供水系统包括依次连接的第一水压及流量检测组件1005、冷却器1006、截割电机1007内水道和外喷雾喷嘴1008；内喷雾供水系统包括依次连接的第二水压及流量检测组件1009和位于截割头105上的内喷雾喷嘴10010；主控器112分别与第一水压及流量检测组件1005、第二水压及流量检测组件1009和截割电机1007连接，主控器112用于根据第一水压及流量检测组件1005及第二水压及流量检测组件1009的检测值，控制截割电机1007的开启或关闭。
其中，主控器112可采用PLC主控器，当然也可采用现有的数据处理的元器件，本实施例不做严格限定。
第一水压及流量检测组件1005包括第一压力传感器10052及与第一压力传感器10052连接的第一流量计10051，第一压力传感器10052用来检测外喷雾供水系统的水压值，第一流量计10051用来检测外喷雾供水系统的流量值。第二水压及流量检测组件1009包括第二压力传感器10091及与第二压力传感器10091连接的第二流量计10092，第二压力传感器10091用来检测内喷雾供水系统的水压值，第二流量计10092用来检测内喷雾供水系统的流量值。具体地，第一流量计10051和第二流量计10092可采用电磁流量计，电磁流量计具有反应灵敏，无机械惯性的优点。
在本实施例中，外喷雾水路为外部供水通过第一水压及流量检测组件1005流入至冷却器1006进行制冷，然后再流入截割电机1007的内水道中对截割电机1007进行降温，最后再由外喷雾喷嘴1008喷来阻止粉尘飞扬扩散，依靠水雾将掘进机截割头105笼罩，形成水雾屏障，阻挡粉尘的扩散。内喷雾水路为外部供水通过第二水压及流量检测组件1009流入至位于截割头105上的内喷雾喷嘴10010，并由内喷雾喷嘴10010喷出，以对正在被截割和待被截割的煤体喷洒水雾，润湿煤体和抑制粉尘，同时对截割头105进行降温。并且主控器112根据第一水压及流量检测组件1005及第二水压及流量检测组件1009的检测值，控制截割电机1007的开启或关闭。具体地，如果第一压力传感器10052所测的水压值小于预设的外喷雾水压值，或者第一流量计10051所测的流量值小于预设的外喷雾流量值，或者第二压力传感器10091所测的水压值小于预设的内喷雾水压值，或者第二流量计10092所测的流量值小于预设的内喷雾流量值，则主控器112控制截割电机1007停止工作，以避免故障和事故发生。如果第一压力传感器10052所测的水压值大于或等于预设的外喷雾水压值，且第一流量计10051所测的流量值大于或等于预设的外喷雾流量值，且第二压力传感器10091所测的水压值大于或等于预设的内喷雾水压值，且第二流量计10092所测的流量值大于或等于预设的内喷雾流量值，则主控器112控制截割电机1007继续工作。其中，预设的内喷雾水压值、内喷雾流量值、外喷雾水压值和外喷雾流量值均可由工人根据实际情况进行预先的设置。
本发明实施例提供了一种掘进机的控制系统，通过第一水压及流量检测组件1005及第二水压及流量检测组件1009采集的实时水压值和流量值，然后主控器112根据实时的水压值和流量值控制截割电机1007的开启或关闭，这样可准确判断水系统的水压和流量是否满足作业需求，在水系统的水压和流量不满足作业需求时，控制截割电机1007关闭，从而避免水压和流量过小而导致故障和事故发生，并且降低工人的工作量。
在上述实施例中，如图2所示，供水系统100还包括水压增压组件1004，水压增压组件1004的出水端分别与第一水压及流量检测组件1005和第二水压及流量检测组件1009连接。
其中，水压增压组件1004包括增压泵10042及与增压泵10042连接的减压阀组10041。外部供水经由增压泵10042进行增压，然后再利用减压阀组10041进行稳压，以保证水压稳定。
利用增压泵10042对外部供水进行增压，以降低水压较低情况的发生，从而降低因水压不足而使截割电机1007停止工作的情况发生。
在上述实施例中，如图2所示，供水系统100还包括第一阀门1003、第二阀门1001及过滤器1002，水压增压组件1004的进水端通过第一阀门1003与所述过滤器1002的出水端连接，过滤器1002的出水端与第二阀门1001连接。
其中，第一阀门1003为液控水阀，液控水阀可实现管路的可靠截止，起到排气、封水和保压的作用。第二阀门1001为球形阀，利用球形阀具有局部阻力小，开启和关闭力小的优点。
利用过滤器1002对外部供水进行过滤，去除水中的杂质和沙砾，可有效降低水中异物而导致内喷雾喷嘴10010和外喷雾喷嘴1008的堵塞的情况发生。
在上述实施例中，如图4和图5所示，截割头105包括截割头体1051，截割头体1051上设有截齿座107，截齿座107与内喷雾喷嘴10010的数量相同且一一对应，每个内喷雾喷嘴10010位于对应的截齿座107上，且每个截齿座107上还安装有截齿106；截割头体1051内设有与内喷雾喷嘴10010连通的喷雾水腔。
其中，喷雾水腔由截割头体1051与水套1052之间的间隙所形成。每个截齿座107上均设置内喷雾喷嘴10010，这样既可增加内喷雾喷嘴10010的数量，提高降尘的作用，并且可通过每个内喷雾喷嘴10010对相应的截齿106进行降温，提高降温效果。
在上述实施例中，如图4所示，截齿座107沿截割头体1051的表面沿螺旋曲线排列，截齿106按照螺旋曲线的走势倾斜设置，内喷雾喷嘴10010位于截齿座107上靠近截齿106齿尖的一侧。
利用螺旋曲线排列的截齿座107，形成螺旋状的导料沟槽，提高导料的空间，降低截割头105的磨损，并且内喷雾喷嘴10010喷出的水雾直接喷射在高温的截齿106齿尖上，可增强对截齿106的降温效果。
在上述实施例中，如图3所示，掘进机的控制系统还包括润滑系统101，润滑系统101包括自动润滑泵1011和分配器1013，自动润滑泵1011通过分配器1013与各润滑点连接。
自动润滑泵1011由掘进机的液压泵站1012提供动力，自动润滑泵1011中装有润滑脂，自动润滑泵1011可安装预设的周期启动，将润滑脂通过管路打入分配器1013中，由分配器1013的各润滑管路打到各个润滑点，实现自动润滑，进一步降低工人的工作量。其中，预设的周期可由工人根据实际情况需求自行设置。
在上述实施例中，如图1所示，掘进机的控制系统还包括与主控器112连接的遥控接收器102，主控器112还用于根据遥控接收器102所接收的远程控制指令对掘进机进行控制。
利用遥控接收器102接收遥控器发送的远程控制指令来实现对掘进机的控制，这样可使工人远程操作，提高工人的安全性、舒适性以及应急能力。其中，遥控器的类型可以为工业遥控器，例如DHM-50F，当然，遥控器的类型及具体型号在本实施例中不做严格限定。
在上述实施例中，如图6和图7所示，掘进机的控制系统还包括操作箱103和电控箱；操作箱103内安装开关量采集板110；操作箱103的表面上设有至少一个用于控制掘进机的旋钮开关108；主控器112安装于电控箱内，电控箱内还设有CAN总线隔离器111，旋钮开关108均通过开关量采集板110和CAN总线隔离器111与主控器112连接。
其中，操作箱103包括盖板和由箱板焊接所围成的箱体，盖板与该箱体之间是可拆卸连接，例如螺栓等紧固件连接，这样可方便对操作箱103内的器件进行维护和更换。操作箱103可采用柱体或长方体等形状，本实施例对操作箱103的形状不做严格的限定。
旋钮开关108包括但不限于用于控制掘进机的油泵电机、截割部旋转速度、除尘系统、二运电机、备用电机和复位及警铃的控制开关旋钮。具体地，旋钮开关108包括转轴和旋钮，转轴的一端伸入至操作箱内，转轴的另一端与旋钮固定连接。
开关量采集板110完成控制开关旋钮的开关量进入主控器前的电路处理，CAN总线隔离器111可用来消除开关动作时的抖动，提高抗干扰能力。主控器112可采用PLC控制器，当然也可采用现有的数据处理的元器件，本实施例不做严格限定。
在本实施例中，开关量采集板110采集旋钮开关108的开关状态，然后将采集到的信号传送给主控器112，主控器112将接收到的信号进行识别处理，生成相应的控制指令来控制掘进机执行相应控制指令。例如，操作员旋转控制掘进机的油泵电机的旋钮开关108，开关量采集板110采集旋钮开关108的开关状态，然后将信号传送给主控器112，主控器112根据该信号生成控制油泵电机开启或停止工作的控制指令，以使油泵电机开启或停止工作。在操作箱上设置旋钮开关108，操作员通过旋转旋钮开关108来对掘进机进行控制，这样可避免误碰邻近的开关而造成操作事故，提高操作的安全性和可靠性。
在本实施例中，如图6和图8所示，所述操作箱103的表面上还设有10.4寸的显示屏109，显示屏109与主控器112连接，显示屏109位于所述旋钮开关108的上方，相邻的两个旋钮开关108之间的距离大于50mm。
其中，显示屏109可通过安装板113固定在操作箱表面上，显示屏109用来显示掘进机的运行信息，可实现可视化操作，利于操作人员对掘进机的运行状态进行监测和判断，从而进行有针对性的控制操作，减少出现错误操作指令的可能性，提高了掘进过程中的安全性。并且显示屏109的尺寸为10.4寸，这样大大增加了显示屏109的尺寸，操作员可增大信息显示的字体，以更加清晰的查看掘进机的运行信息。
显示屏109位于旋钮开关108的上方，将显示屏109设置在旋钮开关108的上方，避免操作过程中对显示屏109的遮挡，并且方便在操作过程中，操作员对掘进机运行信息的查看。相邻的两个旋钮开关108之间的间距大于或等于50mm，这样大大增加了相邻的旋钮开关108之间的距离，进一步避免在对其中一个旋钮开关108操作时，对其他邻近的旋钮开关108造成误操作的问题，进一步提高了操作的安全性和可靠性。
在一些更优的实施例中，操作箱上还设有用于语种切换的旋钮开关108。操作员可通过旋转语种切换旋钮开关108来选自所需要的国家的语种，开关量采集板110通过采集语种切换旋钮开关108的切换信号，然后将切换信号传送至主控器112，主控器112根据该切换信号对掘进机的运行信息进行相应的语种翻译，并将翻译后的信息在显示屏109上进行显示，这样该操作箱103可进行语种设置，以方便不同国家的操作员的使用，满足不同国家的使用需求，提高适用性。其中，语种包括但不限于中文、英文或俄文。同时采用10.4寸显示屏109能够增加在显示屏109所显示的信息量，尤其针对英文或俄文等字符数量较多的语言，可有效减少操作员的翻页次数，提高操作效率。进一步地，显示屏109可采用触摸屏，这样更加方便操作员的翻页等操作。
在上述实施例中，如图1所示，掘进机的控制系统还包括与主控器112连接的无线通信器。利用主控器112通过无线通信器，将实时的数据传送给控制终端，如PC机或手机，无需布置大量传输电缆，满足井下作业的需求。具体地，无线通信器为WIFI通信模块104，WIFI通信模块104具有带宽大、数据率高的优点，能满足井下无线传输的需求。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种掘进机的控制系统，其特征在于，包括主控器(112)和供水系统(100)，所述供水系统(100)包括内喷雾供水系统和外喷雾供水系统；
所述外喷雾供水系统包括依次连接的第一水压及流量检测组件(1005)、冷却器(1006)、截割电机(1007)内水道和外喷雾喷嘴(1008)；
所述内喷雾供水系统包括依次连接的第二水压及流量检测组件(1009)和位于截割头(105)上的内喷雾喷嘴(10010)；
所述主控器(112)分别与所述第一水压及流量检测组件(1005)、所述第二水压及流量检测组件(1009)和所述截割电机(1007)连接，所述主控器(112)用于根据所述第一水压及流量检测组件(1005)及第二水压及流量检测组件(1009)的检测值，控制所述截割电机(1007)的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述供水系统(100)还包括水压增压组件(1004)，所述水压增压组件(1004)的出水端分别与所述第一水压及流量检测组件(1005)和所述第二水压及流量检测组件(1009)连接。
3.根据权利要求2所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述供水系统(100)还包括第一阀门(1003)、第二阀门(1001)及过滤器(1002)，所述水压增压组件(1004)的进水端通过所述第一阀门(1003)与所述过滤器(1002)的出水端连接，所述过滤器(1002)的出水端与所述第二阀门(1001)连接。
4.根据权利要求3所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述截割头(105)包括截割头体(1051)，所述截割头体(1051)上设有截齿座(107)，所述截齿座(107)与所述内喷雾喷嘴(10010)的数量相同且一一对应，每个所述内喷雾喷嘴(10010)位于对应的截齿座(107)上，且每个所述截齿座(107)上还安装有截齿(106)；
所述截割头体(1051)内设有与内喷雾喷嘴(10010)连通的喷雾水腔。
5.根据权利要求4所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述截齿座(107)沿所述截割头体(1051)的表面沿螺旋曲线排列，所述截齿(106)按照所述螺旋曲线的走势倾斜设置，所述内喷雾喷嘴(10010)位于所述截齿座(107)上靠近所述截齿(106)齿尖的一侧。
6.根据权利要求1所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述掘进机的控制系统还包括润滑系统(101)，所述润滑系统(101)包括自动润滑泵(1011)和分配器(1013)，所述自动润滑泵(1011)通过所述分配器(1013)与各润滑点连接。
7.根据权利要求1所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述掘进机的控制系统还包括与所述主控器(112)连接的遥控接收器(102)，所述主控器(112)还用于根据遥控接收器(102)所接收的远程控制指令对所述掘进机进行控制。
8.根据权利要求1所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述掘进机的控制系统还包括操作箱(103)和电控箱；
所述操作箱(103)内安装开关量采集板(110)；
所述操作箱(103)的表面上设有至少一个用于控制掘进机的旋钮开关(108)；
所述主控器(112)安装于电控箱内，所述电控箱内还设有CAN总线隔离器(111)，所述旋钮开关(108)均通过所述开关量采集板(110)和CAN总线隔离器(111)与所述主控器(112)连接。
9.根据权利要求8所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述操作箱(103)的表面上还设有10.4寸的显示屏(109)，所述显示屏(109)与所述主控器(112)连接，所述显示屏(109)位于所述旋钮开关(108)的上方，相邻的两个所述旋钮开关(108)之间的距离大于50mm。
10.根据权利要求1所述的掘进机的控制系统，其特征在于，所述掘进机的控制系统还包括与所述主控器(112)连接的无线通信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010446597.8A CN111561316A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 一种掘进机的控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010446597.8A CN111561316A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 一种掘进机的控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111561316A true CN111561316A (zh) | 2020-08-21 |
Family
ID=72074904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010446597.8A Pending CN111561316A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 一种掘进机的控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111561316A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113030612A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-25 | 兖矿东华重工有限公司 | 一种掘进机安全检测方法、系统、装置设备及介质 |
| WO2023138068A1 (zh) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | 三一重型装备有限公司 | 水电联动方法及系统、可读存储介质、掘进机 |
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202010446597.8A patent/CN111561316A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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