CN202729600U - 矿用小型单轨吊车 - Google Patents

Abstract

一种矿用小型单轨吊车，由驱动部、电源箱、控制箱、柴油发动机、液压系统、冷却排气系统、起吊部、遥控发射器和遥控接收器组成。采用小功率柴油机、四驱动部驱动，不设前后司机室，用无线遥控操作。总体长≤10m，即通常单轨吊车的1/3。遥控发射器有“工作闸”、“正向”、“反向”、“急停”、“复位”、“停车”、“电锁开关”按键。操作按键发射遥控信号。控制箱内的遥控接收器接收遥控信号输出多路指令信号，经光电耦合器传给PLC输入端；PLC输出端通过继电器控制照明灯、正向阀、反向阀、慢制动阀、快制动阀、熄火开关执行动作指令。该单轨吊车长度短、体积小，特别适合在小断面巷道起吊和运输器材设备。无线遥控操作灵活简单，视野开阔，提高安全性。

Description

矿用小型单轨吊车

技术领域

本实用新型涉及矿用单轨吊车，特别是一种适合在井下采区小断面巷道等狭小空间中运送器材设备用的矿用小型单轨吊车。 

背景技术

矿用单轨吊车具有在空中悬挂运输，不受巷道地质条件制约、适应性强、装卸材料方便等特点。不仅能运送材料、人员、设备，还可以完成井下设备的简单提升吊装。矿用单轨吊在煤矿得到越来越广泛的应用。目前国内尚未研发出柴油机单轨吊。然而无论是进口柴油机单轨吊还是国内蓄电池单轨吊，都不具备在小断面巷道中运行的条件，没有矿用小型遥控单轨吊。普通进口柴油机单轨吊一般采用6个驱动部或8个驱动部进行驱动。以SNT沙尔夫单轨吊为例15003+3采用6个驱动部，18003+3采用8个驱动部。一般整车长为30m左右，重量6t。不能在小断面巷道使用。现在小断面巷道的材料运输，还不能摆脱体力劳动向机械化转变，影响矿井生产效率的提高。另外，在井下较暗的环境内，单轨吊司机容易出现疲劳驾驶，造成两单轨吊碰撞，或单轨吊与巷道风门碰撞的事故。这些问题困扰着矿井生产安全。 

发明内容

为了克服现有矿用单轨吊车只适合在大断面巷道中运行、不适合在小断面巷道中使用的不足，本实用新型提供一种适合在小断面巷道中使用且能安全运行、操作方便的矿用小型单轨吊车。 

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是： 

矿用小型单轨吊车，由驱动部、电源箱、控制箱、柴油发动机、液压系统、冷却排气系统、起吊部、遥控发射器和遥控接收器等组成。柴油发动机采用小功率、小型单轨吊防爆柴油机：功率≤普通矿用单轨吊车柴油机的1/3、体积≤普通矿用单轨吊车柴油机的2/3；采用四个驱动部驱动；单轨吊车总体长度缩短到≤10m，即普通矿用单轨吊车的1/3。控制箱和电源箱都设在承载柴油发动机、液压泵站的单轨吊机车上。控制箱内有遥控接收器、以可编程控制器PLC为中心构成的控制电路。箱内的遥控接收器通过控制箱的喇叭口引出一段矿用通信电缆作接收天线。单轨吊车外有司机手持便携式遥控发射器。遥控发射器和遥控接收器组成无线电遥控系统。 

遥控发射器上有控制发射编码调制信号的操作按键，按键包括：“工作闸”、“正向”、“反向”、“急停”、“复位”、“停车”、“电锁开关”。遥控接收器的输出型式为多路继电器。有七路输出继电器分别与上述七个操作按键的动作指令一一对应，这七路输出继电器的控制接点是：“遥控工作闸”继电器接点J04、“遥控正向”继电器接点J02、“遥控反向”继电器接点J01、“急停遥控”继电器接点J05、“遥控复位”继电器接点J06、“遥控停车”继电器接点J07、“遥控电锁开关”继电器接点J03。这七路输出继电器J01～J07的接点分别通过七路光电耦合器OC2、OC3、OC4、OC6、OC7、OC8、OC1，与可编程控制器PLC的七个输入端I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1、I1.2、I0.4一一对应连接。发动机转速传感器FDJZS、甲烷传感器CH4、机械超速传感器JXCS三个传感器的信号输出端，分别通过三路光电耦合器OC9、OC10、OC5，与可编程控制器PLC另外三个输入端I0.2、I0.3、I1.3一一对应连接。可编程控制器PLC的输出端，有七个输出端O 0.0～O 0.6分别与继电器J1～J7一一对应连接；继电器J1的控制接点串接在1#照明灯、1#信号灯的回路中，继电器J2的控制接点串接在2#照明灯、2#信号灯的回路中；继电器J3～J7的控制接点分别串接在正向阀ZXF、反向阀FXF、慢制动阀MZDF、快制动阀KZDF、熄火开关XHKG的磁力线圈Y1～Y5的控制回路中。正向阀ZXF、反向阀FXF、慢制动阀MZDF、快制动阀KZDF四个电磁阀控制相应的液压马达、液压缸完成的动作与“正 向”、“反向”、“停车”、“急停”按键的指令分别对应；继电器J7控制熄火开关XHKG，与“电锁开关”按键的指令对应；“遥控工作闸”继电器接点控制PLC进入“准备”状态、“遥控复位”继电器接点控制PLC的CPU复位，分别与“工作闸”、“复位”按键的指令对应。 

本实用新型的有益效果是： 

矿用小型单轨吊车结构紧凑，设计合理，小型灵活，可以在矿井采区小断面巷道等空间较为狭小的条件下使用。使用无线遥控器操作，操作灵活方便；司机离开司机室操作，视野开阔，不容易造成疲劳驾驶，大大提高操作人员的安全性，符合人性化设计。 

附图说明

图1是本实用新型矿用小型单轨吊车的总装示意图。 

图2是电控箱内遥控接收器输出控制电路和PLC控制电路的电路原理图。 

图中：1-遥控发射器、2-驱动部、3-电源箱、4-遥控接收器、5-控制箱、6-柴油发动机、7-液压泵站、8-冷却排气系统、9-起吊部。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

为了使矿用柴油机单轨吊车能在井下小断面巷道中使用，本实用新型采取措施如下： 

①对动力源的大小进行了压缩：柴油发动机采用小功率、25kw的防爆柴油机，比普通单轨吊采用的80kw进口柴油机体长缩短了近1/3。②单独设计了小型控制箱，相比蓄电池单轨吊控制箱的体积缩短了1/2。用可编程控制器PLC来控制机车的运行。③减少了驱动部的个数：普通矿用单轨吊车一般安装6～8个驱动部；单轨吊车长度大、重量大，例如：车长30m、重6t。小型单轨吊车安装四个驱动部，减少机车自身的长度。④省去了前、后司机室和乘人部。使单轨吊车的总体长度只有10m，同时将整车的重量降到4t。⑤采用无线电遥控操作。由于采用无线电遥控，又称“矿用小型遥控柴油机单轨吊车”；简称小型遥控单轨吊。 

在图1中示出本实用新型矿用小型单轨吊车的组成。矿用小型单轨吊车是由驱动部2、电源箱4、控制箱5、柴油发动机6、液压系统、冷却排气系统8、起吊部9，以及遥控发射器1和遥控接收器4等部分组成。 

液压系统由液压泵站7与液压马达、夹紧缸、制动缸、液压电磁阀，以及连接管路等组成。液压泵站7由液压泵、蓄能器、油箱、液压阀等组成。该泵站7利用单轨吊机车本身的柴油发动机6驱动液压泵向液压系统提供高压油液。一部分高压油液通过操纵阀将油液分配到机车的起吊部9，以完成单轨吊车的吊运；另一部分高压油液经过电磁阀流经驱动部2的液压马达、夹紧缸、制动缸。液压马达控制驱动轮行走，夹紧缸将驱动轮夹紧在轨道两侧，制动缸实现对机车的制动控制。柴油发动机6排放的尾气经过冷却排气系统8排出。 

起吊部9是单轨吊车的提升工具，由液压泵站7供液，通过液压控制元件完成重物提升。起吊部9由行走小车、横梁、悬架、提升传动装置、链轮、手控阀、链条和载重钩等组成。 

控制箱5由防爆箱体和箱内的电控部分组成。箱内电控部分由可编程控制器PLC、遥控接收器4等组成。箱内电控部分和箱外的传感器、电磁阀等组成电控系统。防爆箱体为隔爆兼本安型；安装在单轨吊机车上。控制箱5有多个喇叭口，即电缆引入装置，箱体背面有小喇叭口，两侧有大喇叭口。小喇叭口用于引入照明线、12V电源线、液压站的信号线及控制线。信号线要用多芯屏蔽电缆。大喇叭口用于引入电源箱供电电缆、液压站供电电缆。 

电源箱3主要功能是由箱内的蓄电池向整个单轨吊车供电。控制箱4由电源箱5提供24V的直流电源，通过自身的本安电源输出12V直流电压，为安装在控制箱4外的甲烷传感器、机械超速传感器、发动机转速传感器，以及箱内遥控接收器的执行电路部分提供工作电源。 

控制箱5、电源箱3都设在承载柴油发动机6、液压泵站7的单轨吊车的机车上。本单轨吊车不设前、后司机室，采用遥控发射器1和遥控接收器4组成的无线遥控系统进行操控。 

遥控发射器1采用上海邦狄机电技术有限公司产品，型号为FYF30C型。其电路由按键、单片机、射频发射芯片及相应电路组成。遥控发射器的按键操作信号由单片机的I/O口读入，由单片机进行编码运算，驱动射频芯片IDA5100输出射频信号由天线发射。发射器晶体振子频率为446.725MHz与425.860MHz。遥控发射器1由两节R6P型锰锌碳性干电池串联供电。 

遥控发射器上的按键有：“工作闸”、“正向”、“反向”、“复位”、“停车”、“急停”、“电锁开关”等动作指令按键。当单轨吊车司机对这些按键操作，按键操作信号由发射机编码调制，放大后由天线发出，设在小型单轨吊上的遥控接收器接收到遥控信号，根据动作指令驱动相应的继电器输出，输出与动作指令相应的控制信号。 

遥控接收器4采用上海邦狄机电技术有限公司产品，型号为FYJ-1型。遥控接收器4固定在控制箱5内，通过控制箱5的喇叭口引出一段矿用通信电缆作遥控接收器的接收天线，用来接收遥控发射器发出的无线电遥控信号。输出形式为12路继电器输出，由控制箱5内的本安电源供电执行控制。当遥控接收器接到发射器的无线电遥控信号后，经过解调译码，遥控接收器相应的继电器动作，继电器接点闭合，将控制信号传给PLC的输入端，PLC输出端的相应继电器动作，控制电磁阀动作，使相应的液压元件执行指令动作。由于遥控系统采取高抗干扰的编码和滤波措施，该系统具有很强的抗干扰性能。 

在图2中示出控制箱4内的遥控接收器输出控制电路和PLC控制电路的电路原理。该部分电路包括遥控器输出控制电路、PLC控制电路、电源等。 

1.电源：控制箱4由电源箱DYX(5)提供24V的直流电压，为柴油发动机6的启动电机供电，并设“遥控电锁开关”进行闭锁控制；同时，24V直流电源通过本安电路变换成输出12V直流电压的本安电源BADY，为安装在控制箱4外的甲烷传感器、发动机转速传感器以及遥控接收器的继电器输出电路部分YKJS提供12V直流工作电压。 

2.遥控接收器4的输出电路：为12路继电器输出，由控制箱4内的本安电源BADY供电执行控制。遥控接收器12路继电器输出在此只用7路，7路继电器的常开接点分别是：“遥控反向”继电器接点YKZX J01、“遥控正向”继电器接点YKZX J02、“遥控电锁开关”继电器接点YKDSKG J03、“遥控工作闸”继电器接点YKGZZ J04、“急停遥控”继电器接点YKJT J05、“遥控复位”继电器接点YKFW J06、“遥控停车”继电器接点YKTC J07。 

3.PLC控制电路：包括PLC、光电隔离板、继电器、信号灯和照明灯。 

可编程控制器PLC的型号为FX2N-64MT-D型，由24V直流电源供电。PLC的36个引脚有：PLC的输入端I0.0～I0.7、I1.0～I1.4，PLC的输出端O 0.1～O 0.7和O 1.0、O 1.1。 

PLC输入端及其由输入信号的命名如下：I0.2-发动机转速传感器FDJZS、I0.3-甲烷传感器CH4、I0.4-电锁DS、I0.5-工作闸GZZ、I0.6-正向ZX、I0.7-反向FX、I1.0-急停JT、I1.1-复位FW、I1.2-停车TC、I1.3-机械超速传感器JXCS。输入端I0.0、I0.1、I1.4备用。发动机转速传感器FDJZS装在柴油发动机上。机械超速传感器JXCS装在承载轮上测转速，即机车运行速度。I0.0-编码器BMQA、I0.1-编码器BMQB，是测输入脉冲A、B的周期和顺序的，可测运行速度和方向。 

PLC输出端及其由控制对象的命名如下：O 0.1-1#照明灯1#ZM、O 0.2-2#照明灯2#ZM、O0.2-正向阀Y1 ZXF、O0.3-反向阀Y2FXF、O0.4-慢制动阀Y3MZDF、O0.5-快制动阀Y4KZDF、O 0.6-熄火开关Y5XHKG。输出端O 0.7、O 1.0、O 1.1备用。 

其余有：输入侧的工作电源正极1M、2M端，正极1M端即24V+端；输入侧输出供电电压正、负极Vo+、Vo-端；输出侧的工作电源DC 24V的正、负极+、-端，工作电源正极1L、2L、3L端。其余有接编码器的A、B端，PLC重编程序用的CPU端，以及接地端。 

光电隔离板采用深圳怡通科技有限公司的产品，型号为CH91103型。它最多有16路光电隔离电路，在此只用10路。10路光电隔离电路由10只光电耦合器OC1～OC10、10只输入电阻R1～R10构成。光电耦合器OC1～OC10的输入端与光电隔离板的输入端IN1～IN10对应连 接，OC1～OC10的输出端与光电隔离板的输出端OUT1～OUT10对应连接。光电耦合器的型号为TLP521-4，上海东芝产品。其作用是通过电-光-电转换、传输电信号并起隔离作用。 

光电隔离板的输入端IN1、IN2、IN3、IN4、IN6、IN7、IN8，分别与遥控接收器YKJS的“遥控电锁开关”YKDSKG继电器常开接点J03、“遥控工作闸”YKGZZ继电器常开接点J04、“遥控正向”YKGZX继电器常开接点J02、“遥控反向”YKFX继电器常开接点J01、“遥控急停”YKJT继电器常开接点J05、“遥控复位”YKFW继电器常开接点J06、“遥控停车”YKTC继电器的常开接点J07一一对应连接。另外，输入端IN5接机械超速传感器JXCS、输入端IN9接发动机转速传感器FDJZS，输入端IN10接甲烷传感器CH(图中未画)。其余输入端IN11～IN16备用。遥控接收器YKJS继电器输出控制电路及上述传感器的工作电压由本安电源BADY提供。 

光电隔离板的输出端OUT1～OUT10，与PLC的输入端I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.3、I1.0、I1.1、I1.2、I0.2、I0.3一一对应连接。输出端OUT11～OUT16备用。 

PLC的输入端I0.0～I0.7、I1.0～I1.3，分别经光电隔离板的光电耦合器，与遥控接收器七路输出继电器控制接点J01～J07、发动机转速传感器FDJZS、甲烷传感器CH4、机械超速传感器JXCS对应连接，具体对应连接关系如下： 

输入端I0.2-隔离板OUT9-光电耦合器OC9-隔离板IN9-发动机转速传感器FDJZS； 

输入端I0.3-隔离板OUT10-光电耦合器OC10-隔离板IN10-甲烷传感器CH4； 

输入端I0.4-隔离板OUT1-光电耦合器OC1-隔离板IN1-遥控电锁开关YKDSKG继电器接点J03； 

输入端I0.5-隔离板OUT2-光电耦合器OC2-隔离板IN2-遥控工作闸YKGZZ继电器接点J04； 

输入端I0.6-隔离板OUT3-光电耦合器OC3-隔离板IN3-遥控正向YKZX继电器接点J02； 

输入端I0.7-隔离板OUT4-光电耦合器OC4-隔离板IN4-遥控反向YKFX继电器接点J01； 

输入端I1.0-隔离板OUT6-光电耦合器OC6-隔离板IN6-遥控急停YKJT继电器接点J05； 

输入端I1.1-隔离板OUT7-光电耦合器OC7-隔离板IN7-遥控复位YKFW继电器接点J06； 

输入端I1.2-隔离板OUT8-光电耦合器OC8-隔离板IN8-遥控停车YKTC继电器接点J07； 

输入端I1.3-隔离板OUT5-光电耦合器OC5-隔离板IN5-机械超速传感器JXCS。 

PLC的输出端O 0.0～O 0.6分别接继电器J1～J7，继电器J1～J7的常开接点分别串接在照明灯、电磁阀的控制回路即磁力线圈回路中。此外，继电器J1、J2的常闭接点分别串在1#、2#信号灯控制回路中。具体对应连接关系如下： 

输出端O 0.0-继电器J1-继电器常开接点J1-1#照明灯1#ZM， 

输出端O 0.0-继电器J1-继电器常闭接点J1-1#信号灯1#XH； 

输出端O 0.1-继电器J2-继电器常开接点J2-2#照明灯2#ZM， 

输出端O 0.1-继电器J2-继电器常闭接点J2-2#信号灯2#XH； 

输出端O0.2-继电器J3-继电器常开接点J3-正向阀ZXF的磁力线圈Y1； 

输出端O 0.3-继电器J4-继电器常开接点J4-反向阀FXF的磁力线圈Y2； 

输出端O 0.4-继电器J5-继电器常开接点J5-慢制动阀MZDF的磁力线圈Y3； 

输出端O 0.5-继电器J6-继电器常开接点J6-快制动阀KZDF的磁力线圈Y4； 

输出端O 0.6-继电器J7-继电器常开接点J7-熄火开关XHKG的磁力线圈Y5。 

继电器J1～J7采用型号为MY4N-J型、欧姆龙公司的产品。设继电器J1～J7起保护PLC的作用。遥控电锁开关控制熄火开关XHKG，闭锁柴油发动机启动，防止单轨吊车误启动运行。 

遥控操作方法： 

当机车准备运行时，单轨吊车司机先按遥控发射器的“工作闸”键。“工作闸”的作用相当于给PLC发出一个“准备”的主令指令。准备就绪后，发出“正向”或“反向”指令。以 按“正向”键为例，遥控发射器发射“正向”遥控信号，遥控接收器接收“正向”遥控信号后，经解调译码，输出信号使相应的“遥控正向”YKGZX继电器J02动作、继电器的常开接点J02闭合、输出“正向”指令信号，该指令信号通过光电耦合器OC3输送到PLC输入端I0.6，经PLC运算处理，由PLC输出端O 0.2输出控制信号，控制信号使继电器J3吸合、继电器J3的常开接点闭合，控制正向阀ZXF的磁力线圈Y1得电动作、正向阀ZXF开启，控制高压油流入液压马达，液压马达正向旋转，驱动单轨吊车前进运行，完成“正向”指令动作。 

正向阀ZXF、反向阀FXF、慢制动阀MZDF、快制动阀KZDF四个电磁阀控制相应的液压马达、液压缸完成的动作与“正向”、“反向”、“停车”、“急停”按键的指令分别对应；继电器J7的接点控制熄火开关XHKG，与“电锁开关”按键的指令对应；“遥控工作闸”继电器接点J04控制PLC进入“准备”状态、“遥控复位”继电器接点J06控制PLC的CPU复位，分别与“工作闸”、“复位”按键的指令对应。 

Claims (1)

1.一种矿用小型单轨吊车，包括驱动部、电源箱、控制箱、柴油发动机、液压系统、冷却排气系统、起吊部，其特征在于：所说的柴油发动机(6)为小功率、小型单轨吊防爆柴油机：功率≤矿用单轨吊车柴油机的1/3、体积≤矿用单轨吊车柴油机的2/3；所说的驱动部(2)为四个；该单轨吊车总体长度≤10m，即矿用单轨吊车的1/3；

所说控制箱(5)和电源箱(3)都设在承载柴油发动机(6)、液压泵站(7)的单轨吊机车上；控制箱(5)内有遥控接收器(4)、以可编程控制器PLC为中心构成的控制电路；箱内的遥控接收器(4)通过控制箱(5)的喇叭口引出一段矿用通信电缆作接收天线；单轨吊车外有司机手持便携式遥控发射器(1)；遥控发射器(1)和遥控接收器(4)组成无线电遥控系统；

遥控发射器(1)上有控制发射编码调制信号的操作按键，按键包括：“工作闸”、“正向”、“反向”、“急停”、“复位”、“停车”、“电锁开关”；

遥控接收器(4)的输出型式为多路继电器；有七路输出继电器分别与所述七个操作按键的动作指令一一对应，这七路输出继电器的控制接点是：“遥控工作闸”YKGZZ继电器接点J04、“遥控正向”YKZX继电器接点J02、“遥控反向”YKZX继电器接点J01、“急停遥控”YKJT继电器接点J05、“遥控复位”YKFW继电器接点J06、“遥控停车”YKTC继电器接点J07、“遥控电锁开关”YKDSKG继电器接点J03；这七路输出继电器J01～J07的接点分别通过七路光电耦合器OC2、OC3、OC4、OC6、OC7、OC8、OC1，与可编程控制器PLC的七个输入端I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1、I1.2、I0.4一一对应连接；发动机转速传感器FDJZS、甲烷传感器CH4、机械超速传感器JXCS三个传感器的信号输出端，分别通过三路光电耦合器OC9、OC10、OC5，与可编程控制器PLC另外三个输入端I0.2、I0.3、I1.3一一对应连接；

可编程控制器PLC的输出端，有七个输出端O 0.0～O 0.6分别与继电器J1～J7一一对应连接；继电器J1的控制接点串接在1#照明灯、1#信号灯的回路中，继电器J2的控制接点串接在2#照明灯、2#信号灯的回路中；继电器J3～J7的控制接点分别串接在正向阀ZXF、反向阀FXF、慢制动阀MZDF、快制动阀KZDF、熄火开关XHKG的磁力线圈Y1～Y5的控制回路中；正向阀ZXF、反向阀FXF、慢制动阀MZDF、快制动阀KZDF四个电磁阀控制相应液压执行元件完成的指令动作与“正向”、“反向”、“停车”、“急停”按键的指令分别对应；继电器J7控制熄火开关XHKG，与“电锁开关”按键的指令对应；“遥控工作闸”继电器接点控制PLC进入“准备”状态、“遥控复位”继电器接点控制PLC的CPU复位，分别与“工作闸”、“复位”按键的指令对应。 

Images