CN115258810B - 一种煤矿用往复式管状件输送装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿用往复式管状件输送装置及控制方法，输送装置设置输送箱，在所述的输送箱内设置主动齿轮组件和从动齿轮组件；所述的主动齿轮组件通过设置在输送箱一侧的马达实现旋转；从动齿轮组件伸出输送箱的另一侧，并连接设置第一输送轮；与所述的第一输送轮同面，在所述的输送轮下对应设置从动轮缓冲组件。该装置可通过多种规格煤矿用输送件(煤矿用电缆、钢丝绳和防爆PVC软管)实现管状件(锚固剂等)往复式输送作业，同时通过智能控制单元测量监控作业质量，对传感器故障能够实现自动监测和报警。

Description

一种煤矿用往复式管状件输送装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种钢丝绳输送装置及电液控制方法，属于煤矿用钢丝绳输送领域，具体是涉及一种煤矿用往复式管状件输送装置及控制方法。

背景技术

由于矿用钢丝绳具有重量轻、抗弯强度小，抗拉强度高等优点，普遍应用于与煤矿机械的提升以及煤矿运输系统中。本发明为一种树脂锚固剂钢丝绳推送装置及方法配套设备。煤矿巷道支护时，利用钢丝绳的刚性进行推动树脂锚固剂进入提前用钻机打好的钻孔内。当前树脂锚固剂装填普遍采用煤矿工人人工作业，工人劳动工作强度大，工作环境粉尘污染大，在煤矿巷道变形的顶板、侧帮的锚固剂装填作业中有很大的施工安全风险。

现有厂商用于锚固剂自动填充的设备，存在无法对钢丝绳输送是否到位进行判断，输送钢丝绳时无法调节相关装置的松紧状态。

为此，本发明的设计者针对上述问题，通过潜心研究和设计，综合多年从事煤矿行业设备特殊工况的经验，研究并提出了一种煤矿用往复式管状件输送装置及控制方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明主要的目的是解决现有技术中所存在的工人劳动工作强度大，工作环境粉尘污染大，在煤矿巷道变形的顶板、侧帮的锚固剂装填作业中有很大的施工安全风险等问题，提供了一种煤矿用往复式管状件输送装置及控制方法，该装置及控制方法可实现多种规格煤矿用管状件(煤矿用电缆、钢丝绳防爆PVC软管)往复式下放和收回作业，设备适用范围广，作业效率高。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种煤矿用往复式管状件输送装置，设置输送箱，在所述的输送箱内设置主动齿轮组件和从动齿轮组件；所述的主动齿轮组件通过设置在输送箱一侧的马达实现旋转；从动齿轮组件伸出输送箱的另一侧，并连接设置第一输送轮；与所述的第一输送轮同面，在所述的第一输送轮下对应设置从动轮缓冲组件。

可选的，所述的主动齿轮组件包括与所述的马达连接设置的主动齿轮轴，主动齿轮轴上套设主动齿轮；所述的从动齿轮组件包括与所述的主动齿轮啮合设置的从动齿轮，从动齿轮上沿轴向设置从动齿轮轴；从动齿轮轴一端伸出所述的输送箱外，并在端部安装第一输送轮。

可选的，所述的主动齿轮的直径小于从动齿轮的直径。

可选的，所述的主动齿轮轴通过设置的第一轴承搭载在所述的输送箱上；所述的从动齿轮轴分别通过第二轴承和第三轴承搭载在所述的输送箱上。

可选的，所述的从动齿轮通过第一平键固定安装在从动齿轮轴上；所述的第一输送轮通过第二平键固定安装所述的从动齿轮轴的端部。

可选的，与所述的第一输送轮相邻设置第二输送轮。

可选的，所述的从动轮缓冲组件设置双层的从动轮座板，在所述的从动轮座板间支撑设置至少一个缓冲件，从动轮座板上支撑设置从动轮；且在所述的双层的从动轮座板端部连接设置U型的连接板。

所述的缓冲件设置套接的弹簧销轴和弹簧销座，两者间套设弹簧。

还设置输送控制单元，输送控制单元通过设置在：马达上的选择编码器；对应第一输送轮设置的行程开关组件；和从动缓冲组件上设置的压力传感器组件，实现对待输送件的输送距离、输送方向和输送快慢的控制；所述的输送控制单元采用TMS320F28335作为主控CPU。

一种煤矿用往复式管状件输送方法，采用本发明所述的煤矿用往复式管状件输送装置实现，具体包括：

旋转编码器用于采集从动齿轮的旋转速度；

待输送件的两端分别套设第一挡环和第二挡环，与之对应的第一输送轮和第二输送轮，第一行程开关和第二行程开关；

输送待输送件时，固定在待输送件一端的第一挡环触发第一行程开关时表明待输送件输送到位，通过输送控制单元发送指令停止马达动作；待输送件回收时，固定在待输送件上的第二档环触发第二行程开关时表明待输送件回收到位，通过输送控制单元发送指令停止马达动作；

当第一压力传感器和/或第二压力传感器超出误差许可范围时，通过输送控制单元发送指令停止马达动作或降低马达转速。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

本发明通过位于同一个工作面的上部设置的输送轮和下部设置的从动轮夹紧待输送件。马达作为动力元件驱动主动齿轮旋转，主动齿轮和和两个从动齿轮啮合并同时带动从动齿轮轴上输送轮的旋转，从动轮在摩擦力作用下被动旋转，完成待输送件往复式输送功能。

本发明中的输送轮、齿轮都是模块化零件，能够快速更换。不同系列的配套齿轮，实现不同的传动比。成套的输送轮可以同时满足不同直径的待输送件推送。

本发明中，从动轮缓冲组件整体可以通过调节螺栓对从动轮与输送轮的夹紧间隙调整，可以人工调整夹紧力大小。缓冲件可以为从动轮提供二次夹紧力。从动轮焊接座的平板上的腰型孔设计，既能调节从动轮焊接座与输送轮之间间隙，也可以用螺栓固定调整到位的从动轮焊接座，防止其下坠。

本发明中输送控制单元所用的检测元件均由双行程开关、双旋转编码器、双压力传感器组成。冗余设计保证了，在单个传感器发生故障时，另一个传感器能正常工作。能够根据传感器信号协同控制马达的工作状态，实现传输距离、方向(前进后退)和快慢(速度)的控制。

附图说明

并入本文并形成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施例，并且附图与说明书一起进一步用于解释本发明的原理以及使得所属领域技术人员能够制作和使用本公开。

图1为本发明的煤矿用往复式管状件输送装置的立体结构示意图；

图2为图1的俯视半剖图；

图3为图1的正视图；

图4为从动轮缓冲组件的结构示意图；

图5为图4中的缓冲件的结构示意图；

图6为输送控制单元的工作流程图；

图中各标号表示为：

1-输送箱、11-第一输送轮、12-第二输送轮、13-主动齿轮组件、131-主动齿轮轴、132-主动齿轮、14-从动齿轮组件、141-第二轴承、142-第一平键、143-从动齿轮、144-从动齿轮轴、145-第三轴承、146-第二平键；

2-从动轮缓冲组件、21-从动轮、22-缓冲件、221-弹簧销轴、222-弹簧、223-弹簧销座、23-连接板；

3-行程开关组件、31-第一行程开关、32-第二行程开关；

4-输送控制单元；

5-待输送件、51-第一挡环、52-第二挡环；

6-马达、61-旋转编码器、62-第一轴承；

7-压力传感器组件、71-第一压力传感器、72-第二压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

结合图1-5，本发明的煤矿用往复式管状件输送装置，设置输送箱1，在输送箱1内设置主动齿轮组件13和从动齿轮组件14；主动齿轮组件13通过设置在输送箱1一侧的马达6实现旋转；从动齿轮组件14伸出输送箱1的另一侧，并连接设置第一输送轮11；与第一输送轮11同面，在第一输送轮11下对应设置从动轮缓冲组件2。本发明中使用的马达6优选为液压摆线马达，液压摆线马达输出轴通过主动齿轮轴131内部花键传动扭矩。摆线液压马达带动主动齿轮132，主动齿轮132与两个从动齿轮143啮合旋转，从动齿轮143通过第一平键142带动从动齿轮轴144旋转。第一输送轮11和从动轮21为配套输送轮，由夹持不同直径的系列化轮系构成。可根据实际输送的管状件的不同直径决定，成对更换相应规格第一输送轮11和从动轮21。通过更换配对的从动齿轮143(斜齿轮)和主动齿轮132(斜齿轮)来改变传动比。从动轮缓冲组件2通过在一定范围内上下移动与第一输送轮11夹紧管状件(比如煤矿用电缆、钢丝绳防爆PVC软管)，第一输送轮11在马达6的驱动下实现正反转通过摩擦力带动待输送件5往复运动。

在本公开的实施例中，主动齿轮组件13包括与马达6连接设置的主动齿轮轴131，主动齿轮轴131上套设主动齿轮132；从动齿轮组件14包括与主动齿轮132啮合设置的从动齿轮143，从动齿轮143上沿轴向设置从动齿轮轴144；从动齿轮轴144一端伸出输送箱1外，并在端部安装第一输送轮11。马达6带动主动齿轮132，主动齿轮132与两个从动齿轮143啮合旋转，从动齿轮143通过平键带动从动齿轮轴144，第一输送轮11和从动齿轮轴144通过第二平键146连接，从而实现第一输送轮11的旋转功能。

在本公开的实施例中，主动齿轮132的直径小于从动齿轮143的直径，即主动齿轮132为小齿轮，从动齿轮143为大齿轮，两者通过不同的传动比实现转速的传递。

在本公开的实施例中，主动齿轮轴131通过设置的第一轴承62搭载在输送箱1上，输送箱1为长方体形的箱体，主动齿轮轴131和从动齿轮轴144设置在宽度面上，与输送箱的两个面搭接，即通过轴承结构搭接，两个面上均设置轴承；同理从动齿轮轴144分别通过第二轴承141和第三轴承145搭载在输送箱1上。

在本公开的实施例中，从动齿轮143通过第一平键142固定安装在从动齿轮轴144上；第一输送轮11通过第二平键146固定安装在从动齿轮轴144的端部，主要通过平键结构实现扭矩的传递。

在本公开的实施例中，与第一输送轮11相邻设置第二输送轮12。第一输送轮11和从动轮21为配套输送轮，第一输送轮11有键槽，从动轮21无键槽结构，由夹持不同直径的系列化轮系构成。第一输送轮11和第二输送轮12分别设置一套从动齿轮组件14与主动齿轮组件13配合使用。

在本公开的实施例中，从动轮缓冲组件2设置双层的从动轮座板，在从动轮座板间支撑设置至少一个缓冲件22，从动轮座板上支撑设置从动轮21；且在双层的从动轮座板端部连接设置U型的连接板23。U型的连接板23主要通过螺栓结构安装在输送箱1的箱壁上，可以调节从动轮缓冲组件2整体沿竖直方向移动，实现高度的调节。

在本公开的实施例中，缓冲件22设置套接的弹簧销轴221和弹簧销座223，两者间套设弹簧222。弹簧销轴221一侧与从动轮座板上表面焊接，一侧穿过弹簧222。弹簧销座223一侧与从动轮座板底面焊接，另一侧与弹簧222下表面接触。从动轮座板挤压缓冲件22时，弹簧销轴221一侧穿过销座孔向下运动，弹簧222发生形变直至最大压缩量。比如图中显示的，一共装配了三个缓冲件22并行直线排列，三个弹簧222完全相同，在保证待输送件5直线输送的同时，为从动轮21提供较大的夹紧力。可根据实际工况更换不同刚度的弹簧，调整夹紧力范围。F＝3KL；其中F为弹簧夹紧力，K为单个弹簧刚度系数，L为单个弹簧的最大伸长量。

还设置输送控制单元4，输送控制单元4通过设置在：马达6上的选择编码器61；对应第一输送轮11设置的行程开关组件3；和从动轮缓冲组件2上设置的压力传感器组件7，实现对待输送件5的输送距离、输送方向和输送快慢的控制；输送控制单元4采用TMS320F28335作为主控CPU。

本发明的煤矿用往复式管状件输送方法，采用煤矿用往复式管状件输送装置实现，具体包括：旋转编码器61用于采集从动齿轮143的旋转速度；待输送件5的两端分别套设第一挡环51和第二挡环52，与之对应的第一输送轮11和第二输送轮12，第一行程开关31和第二行程开关32；输送待输送件5时，固定在待输送件5一端的第一挡环51触发第一行程开关31时表明待输送件5输送到位，通过输送控制单元4发送指令停止马达6动作；待输送件5回收时，固定在待输送件5上的第二档环52触发第二行程开关32时表明待输送件5回收到位，通过输送控制单元4发送指令停止马达6动作；当第一压力传感器71和/或第二压力传感器72超出误差许可范围时，通过输送控制单元4发送指令停止马达6动作或降低马达6转速。

具体的，图6为输送控制单元4的工作流程图，采用TMS320F28335作为主控CPU。

包括：

步骤一：将从动轮缓冲组件2与第一输送轮11和第二输送轮12之间的间隙调整到足够放入待输送件5，调节待输送件5夹紧力并在待输送件5两端固定好第一挡环51和第二挡环52；

步骤二：输送控制单元4通过电液伺服阀启动马达6，开始进行输送过程数据采集；旋转编码器61用于采集从动齿轮143的旋转速度，图6中两个旋转编码器(1A和1B)中的一个为备用编码器，当一个编码器损坏时，另外一个作为备用；第一行程开关31和第二行程开关32用于检测待传送件5上的挡环的触发；第一压力传感器71和/或第二压力传感器72用于检测从动轮61的压力大小，超出压力承受范围，停车或降速；

步骤三：输送控制单元4发现数据异常时，通过电液伺服阀让马达6停机，并显示故障代码；

步骤四：输送待输送件5时，固定在待输送件5一端的第一挡环51触发第一行程开关31时表明待输送件5输送到位，通过输送控制单元4发送指令停止马达6动作；

步骤五：待输送件5回收时，固定在待输送件5上的第二档环52触发第二行程开关32时表明待输送件5回收到位，通过输送控制单元4发送指令停止马达6动作；

步骤六：当第一压力传感器71和/或第二压力传感器72超出误差许可范围时，通过输送控制单元4发送指令停止马达6动作或降低马达6转速。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。

注意到，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括所述特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不必指代同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性将在所属领域的技术人员的知识范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (7)

1.一种煤矿用往复式管状件输送装置，其特征在于，设置输送箱（1），在所述的输送箱（1）内设置主动齿轮组件（13）和从动齿轮组件（14）；

所述的主动齿轮组件（13）通过设置在输送箱（1）一侧的马达（6）实现旋转；

从动齿轮组件（14）伸出输送箱（1）的另一侧，并连接设置第一输送轮（11）；与所述的第一输送轮（11）相邻设置第二输送轮（12）；

与所述的第一输送轮（11）同面，在所述的第一输送轮（11）下对应设置从动轮缓冲组件（2）；

所述的主动齿轮组件（13）包括与所述的马达（6）连接设置的主动齿轮轴（131），主动齿轮轴（131）上套设主动齿轮（132）；所述的从动齿轮组件（14）包括与所述的主动齿轮（132）啮合设置的从动齿轮（143），从动齿轮（143）上沿轴向设置从动齿轮轴（144）；从动齿轮轴（144）一端伸出所述的输送箱（1）外，并在端部安装第一输送轮（11）；

还设置输送控制单元（4），输送控制单元（4）通过设置在：马达（6）上的旋转编码器（61）；对应第一输送轮（11）设置的行程开关组件（3）；和从动轮缓冲组件（2）上设置的压力传感器组件（7），实现对待输送件（5）的输送距离、输送方向和输送快慢的控制；所述的输送控制单元（4）采用 TMS320F28335 作为主控CPU；

旋转编码器（61）用于采集从动齿轮（143）的旋转速度；

待输送件（5）的两端分别套设第一挡环（51）和第二挡环（52），与之对应的第一输送轮（11）和第二输送轮（12），第一行程开关（31）和第二行程开关（32）；

输送待输送件（5）时，固定在待输送件（5）一端的第一挡环（51）触发第一行程开关（31）时表明待输送件（5）输送到位，通过输送控制单元（4）发送指令停止马达（6）动作；待输送件（5）回收时，固定在待输送件（5）上的第二挡环（52）触发第二行程开关（32）时表明待输送件（5）回收到位，通过输送控制单元（4）发送指令停止马达（6）动作；

当第一压力传感器（71）和/或第二压力传感器（72）超出误差许可范围时，通过输送控制单元（4）发送指令停止马达（6）动作或降低马达（6）转速。

2.根据权利要求1所述的煤矿用往复式管状件输送装置，其特征在于，所述的主动齿轮（132）的直径小于从动齿轮（143）的直径。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿用往复式管状件输送装置，其特征在于，所述的主动齿轮轴（131）通过设置的第一轴承（62）搭载在所述的输送箱（1）上；

所述的从动齿轮轴（144）分别通过第二轴承（141）和第三轴承（145）搭载在所述的输送箱（1）上。

4.根据权利要求1或2所述的煤矿用往复式管状件输送装置，其特征在于，所述的从动齿轮（143）通过第一平键（142）固定安装在从动齿轮轴（144）上；

所述的第一输送轮（11）通过第二平键（146）固定安装在所述的从动齿轮轴（144）的端部。

5.根据权利要求1或2所述的煤矿用往复式管状件输送装置，其特征在于，所述的从动轮缓冲组件（2）设置双层的从动轮座板，在所述的从动轮座板间支撑设置至少一个缓冲件（22），从动轮座板上支撑设置从动轮（21）；

且在所述的双层的从动轮座板端部连接设置U型的连接板（23）。

6.根据权利要求5所述的煤矿用往复式管状件输送装置，其特征在于，所述的缓冲件（22）设置套接的弹簧销轴（221）和弹簧销座（223），两者间套设弹簧（222）。

7.一种煤矿用往复式管状件输送方法，其特征在于，采用权利要求1所述的煤矿用往复式管状件输送装置实现，具体包括：

旋转编码器（61）用于采集从动齿轮（143）的旋转速度；

待输送件（5）的两端分别套设第一挡环（51）和第二挡环（52），与之对应的第一输送轮（11）和第二输送轮（12），第一行程开关（31）和第二行程开关（32）；

输送待输送件（5）时，固定在待输送件（5）一端的第一挡环（51）触发第一行程开关（31）时表明待输送件（5）输送到位，通过输送控制单元（4）发送指令停止马达（6）动作；待输送件（5）回收时，固定在待输送件（5）上的第二挡环（52）触发第二行程开关（32）时表明待输送件（5）回收到位，通过输送控制单元（4）发送指令停止马达（6）动作；

当第一压力传感器（71）和/或第二压力传感器（72）超出误差许可范围时，通过输送控制单元（4）发送指令停止马达（6）动作或降低马达（6）转速。