CN219030786U

CN219030786U - 一种刮板运输机的保护装置

Info

Publication number: CN219030786U
Application number: CN202222579841.5U
Authority: CN
Inventors: 郭立新; 马建宁; 周殿亮; 武恩立; 王天资; 杨昊; 温凯; 刘朔遇; 徐彪; 张煜琛; 王崇宇
Original assignee: Shanxi Kelingzhi Technology Co ltd; Beijing Shengxin Era Technology Development Co ltd
Current assignee: Shanxi Kelingzhi Technology Co ltd; Beijing Shengxin Era Technology Development Co ltd
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2032-09-28

Abstract

本实用新型一种刮板运输机的保护装置，包括：激光探测器、信号处理单元、报警电路和通信电路，所述激光探测器与信号处理单元的输入端相连，所述信号处理单元的输出端与报警电路相连，所述信号处理单元通过通信电路与外部设备通信连接，本实用新型可以直观地监测刮板机的运行状态，有效地提高刮板机运行的可靠性，及时诊断出刮板机的早期故障，减少刮板机因重大故障进行检修而消耗的停机时间，减少维护量，保证生产的稳定运行，具有实用性。

Description

一种刮板运输机的保护装置

技术领域

本实用新型属于刮板运输机的技术领域，具体涉及一种刮板运输机的保护装置。

背景技术

刮板运输机，在物料运输领域，特别是需要进行物料分料的场景中，被广泛应用，但由于刮板运输机是采用锚链上布置多个刮板的方式进行工作，所以，在运行过程中，由于刮板机两条锚链的各自张力不同等原因，容易出现松链及跳链（刮板倾斜）的现象，这种方式运行时间长了以后，更容易出现断链的情况，当断链情况出现后，会造成更严重的事故，锚链缠绕在一起，造成堵料、电机过热、连接轴断裂等故障，故障恢复的时间也很长。这样，会对生产造成很严重的影响。

由于刮板机的设备的特殊性，对刮板机锚链的松链、倾斜和断链检测，一直是一个难题，没有有效地解决，目前刮板机采用的检测方法包括以下三种：

1、在靠近刮板的位置，安装2个接近开关，再经过相应的信号处理，来判断刮板机的故障状态；由于接近开关的接近距离问题，开关必须要距刮板很近才能进行检测，由于刮板本身运行过程中，会有物料溅出，若沾到接近开关上，就会使接近开关失效，需要人工进行定期检查和清理；另一方面，刮板机在运行过程中，刮板上常常会带料，这样会使接近开关对刮板的位置判断出现偏差，使得保护装置误报的现象常有发生。

2、在刮板机的上方，安装两个垂直的装置，装置上方固定在一个轴上，下方与刮板接触，当刮板运行时，装置会随着刮板的运行而产生摆动，在装置的上方，各安装一个接近开关，用于检测两个摆动装置摆动时的时间差，从而进行刮板倾斜和断链的检测，由于采用接触的方法检测，会造成装置的磨损，从而影响装置的寿命，增大维护量。

3、采用图像分析的方法，通过摄像机或数字相机对刮板机的运行过程进行拍摄，然后根据拍摄的图像进行处理，从而获取刮板的位置图像，采用深度学习的算法，与存储在装置里的事故状态的图片进行比较，判断是否是倾斜或断链；该方法采用图像技术，需要大量的原始图像素材的积累，并且需要根据不同的刮板机，采用不同的图像素材，而且，故障状态的图像不易获取，同时，由于采用图像方法，对周边的环境要求较高，尤其是光源的干扰，设备的震动等，不易解决。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种刮板运输机的保护装置，当刮板机的锚链出现异常时能够进行报警提示。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种刮板运输机的保护装置，包括：激光探测器、信号处理单元、报警电路和通信电路，所述激光探测器与信号处理单元的输入端相连，所述信号处理单元的输出端与报警电路相连，所述信号处理单元通过通信电路与外部设备通信连接。

优选地，所述激光探测器包括第一激光探测器和第二激光探测器，所述第一激光探测器安装在与锚链运动方向垂直的位置上的第一专用安装支架上；所述第二激光探测器安装在刮板机头部锚链运动方向的侧面的第二专用安装支架上。

优选地，信号处理单元包括放大电路、A/D转换电路和单片机U1，所述激光探测器依次通过放大电路、A/D转换电路与单片机U1相连，单片机U1分别与显示单元、报警电路和通信电路相连。

优选地，放大电路包括放大器P1，所述放大器P1的反向输入端串接电阻R1后接地，放大器P1反向输入端与电阻R1之间的连线串接电阻R3后分别与放大器P1的输出端、电阻R4的一端、A/D转换电路的输入端相连，电阻R4的另一端接地，放大器P1的电源正极分别与+5V电源端、电容C1的一端、电容C2的一端相连，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后接地，放大器P1的同向输入端串接电阻R2后接地，放大器P1的同向输入端与电阻R2之间的连线与激光探测器相连，放大器P1的电源负极分别与-5V电源端、电容C3的一端、电容C4的一端相连，电容C3的另一端与电容C4的另一端相连后接地。

优选地，A/D转换电路包括A/D转换芯片U2，所述A/D转换芯片U2的VDD端分别与+5V电源端、电容C5的一端、电解电容C6的一端相连，电容C5的另一端与电解电容C6的另一端相连后与A/D转换芯片U2的SHDN端相连，A/D转换芯片U2的VIN端与放大电路的输出端相连，A/D转换芯片U2的REF端串接电容C10后接地，A/D转换芯片U2的SCLK端、A/D转换芯片U2的CS端、A/D转换芯片U2的DOUT端分别与单片机U1的P3.0端、P3.1端、P3.2端相连。

优选地，通信电路包括接口驱动芯片U3，所述接口驱动芯片U3的RO端串接电阻R9后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的RE端与接口驱动芯片U3的DE端相连后串接电阻R8后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的D1端通过接线端子a与单片机U1的P2.0端相连，接口驱动芯片U3的D1端串接电阻R7后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的GND端分别与接地端、电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端分别与接口驱动芯片U3的B端、稳压二极管D2的负极、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与接线端子c相连，接口驱动芯片U3的VCC端分别与5V电源端、电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端分别与接口驱动芯片U3的A端、稳压二极管D1的负极、电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与接线端子b相连，稳压二极管D1的正极与稳压二极管D2的正极相连，接线端子b、接线端子c组成通信电路的通讯接口组。

优选地，单片机U1的型号为AT89C51。

优选地，放大器P1的型号为AD8045AR。

优选地，A/D转换芯片U2的型号为MAX187。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型一种刮板运输机的保护装置，信号处理单元接收激光探测器发出的测量信号，信号处理单元对激光探测器检测到的数据进行处理，超过阈值时，通过报警电路进行报警提示，便于工作人员及时处理，同时，通过通信电路进行参数设置及数据下载，便于后续数据统计与整理，本装置可以直观地监测刮板机的运行状态，有效地提高刮板机运行的可靠性，及时诊断出刮板机的早期故障，减少刮板机因重大故障进行检修而消耗的停机时间，减少维护量，保证生产的稳定运行，具有实用性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型激光探测器的安装结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构图；

图3为本实用新型中放大电路、A/D转换电路和报警电路的电路原理图；

图4为本实用新型中通信电路的电路原理图；

图中：1为激光探测器，11为第一激光探测器，12为第二激光探测器，13为第一专用安装支架，14为第二专用安装支架，2为信号处理单元，21为放大电路，22为A/D转换电路，3为报警电路，4为通信电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，一种刮板运输机的保护装置，包括：激光探测器1、信号处理单元2、报警电路3和通信电路4，所述激光探测器1与信号处理单元2的输入端相连，所述信号处理单元2的输出端与报警电路3相连，所述信号处理单元2通过通信电路4与外部设备通信连接。

具体地，信号处理单元2接收激光探测器发出的测量信号，信号处理单元2对激光探测器检测到的数据进行处理，超过阈值时，通过报警电路3进行报警提示，便于工作人员及时处理，同时，通过通信电路4进行参数设置及数据下载，便于后续数据统计与整理，本装置可以直观地监测刮板机的运行状态，有效地提高刮板机运行的可靠性，及时诊断出刮板机的早期故障，减少刮板机因重大故障进行检修而消耗的的停机时间，减少维护量，保证生产的稳定运行，具有实用性。

如图1所示，所述激光探测器1包括第一激光探测器11和第二激光探测器12，所述第一激光探测器11安装在与锚链运动方向垂直的位置上的第一专用安装支架13上；所述第二激光探测器12安装在刮板机头部锚链运动方向的侧面的第二专用安装支架14上。

所述第一激光探测器11包括2个相同规格的探测器，第一激光探测器11与锚链上的刮板之间，没有障碍物遮挡，探测器的光源，可以清晰地照射在刮板上；所述第一激光探测器11中2个相同规格的探测器同时检测移动物体（刮板）什么时候开始进入激光探测区域和什么时候离开激光探测区域，根据检测移动物体开始进入激光探测区域及离开激光探测区域的时间差，进行故障判断。所述第一激光探测器11的型号为WTT280L。

所述第二激光探测器12包括2个相同规格的探测器，可以照射到锚链，没有障碍物遮挡，采用具有漫反射功能的激光探测器；所述第二激光探测器12中的2个探测器用于检测刮板机锚链下垂的位置，所述第二激光探测器12的型号为BGSZL10P；所述第一激光探测器11、第二激光探测器12均采用具有背景抑制功能的反射式光电扫描仪，并对低反射率的物体（如煤炭）有很好的测量效果。

具体地，在实际生产过程中，由于各种复杂的原因，被检测的刮板机的刮板表面会带有物料，而且物料的反射率很低（根据煤质的不同，反射率也不同，最小的仅有2%左右），常规的激光探测器常常会接收不到正确的信号，使装置产生错误的判断，从而影响装置的可靠性，本申请选择漫反射激光探测器，对低反射率的物体，有较强的识别功能；另外，本申请采用两种激光探测器，每种包括2个探测器，有效提高了检测精度。

如图3所示，所述信号处理单元2包括放大电路21、A/D转换电路22和单片机U1，所述激光探测器1依次通过放大电路21、A/D转换电路22与单片机U1相连，单片机U1分别与报警电路3和通信电路4相连，所述单片机U1的型号为AT89C51，还包括电源电路，所述电源电路给单片机U1进行供电。

所述放大电路21包括放大器P1，所述放大器P1的型号为AD8045AR；所述放大器P1的反向输入端串接电阻R1后接地，放大器P1反向输入端与电阻R1之间的连线串接电阻R3后分别与放大器P1的输出端、电阻R4的一端、A/D转换电路22的输入端相连，电阻R4的另一端接地，放大器P1的电源正极分别与+5V电源端、电容C1的一端、电容C2的一端相连，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后接地，放大器P1的同向输入端串接电阻R2后接地，放大器P1的同向输入端与电阻R2之间的连线与激光探测器相连，放大器P1的电源负极分别与-5V电源端、电容C3的一端、电容C4的一端相连，电容C3的另一端与电容C4的另一端相连后接地。

所述A/D转换电路22包括A/D转换芯片U2，所述A/D转换芯片U2的型号为MAX187；所述A/D转换芯片U2的VDD端分别与+5V电源端、电容C5的一端、电解电容C6的一端相连，电容C5的另一端与电解电容C6的另一端相连后与A/D转换芯片U2的SHDN端相连，A/D转换芯片U2的VIN端与放大电路21的输出端相连，A/D转换芯片U2的REF端串接电容C10后接地，A/D转换芯片U2的SCLK端、A/D转换芯片U2的CS端、A/D转换芯片U2的DOUT端分别与单片机U1的P3.0端、P3.1端、P3.2端相连；采用型号为MAX187的A/D转换芯片将输人的模拟信号转换为12位的数字信号，转换速度快、体积小、功耗低。

如图4所示，所述通信电路4包括接口驱动芯片U3，所述接口驱动芯片U3的RO端串接电阻R9后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的RE端与接口驱动芯片U3的DE端相连后串接电阻R8后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的D1端通过接线端子a与单片机U1的P2.0端相连，接口驱动芯片U3的D1端串接电阻R7后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的GND端分别与接地端、电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端分别与接口驱动芯片U3的B端、稳压二极管D2的负极、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与接线端子c相连，接口驱动芯片U3的VCC端分别与5V电源端、电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端分别与接口驱动芯片U3的A端、稳压二极管D1的负极、电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与接线端子b相连，稳压二极管D1的正极与稳压二极管D2的正极相连，接线端子b、接线端子c组成通信电路4的通讯接口组。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种刮板运输机的保护装置，其特征在于：包括：激光探测器、信号处理单元、报警电路和通信电路，所述激光探测器与信号处理单元的输入端相连，所述信号处理单元的输出端与报警电路相连，所述信号处理单元通过通信电路与外部设备通信连接；

所述信号处理单元包括放大电路、A/D转换电路和单片机U1，所述激光探测器依次通过放大电路、A/D转换电路与单片机U1相连，单片机U1分别与显示单元、报警电路和通信电路相连；

所述放大电路包括放大器P1，所述放大器P1的反向输入端串接电阻R1后接地，放大器P1反向输入端与电阻R1之间的连线串接电阻R3后分别与放大器P1的输出端、电阻R4的一端、A/D转换电路的输入端相连，电阻R4的另一端接地，放大器P1的电源正极分别与+5V电源端、电容C1的一端、电容C2的一端相连，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后接地，放大器P1的同向输入端串接电阻R2后接地，放大器P1的同向输入端与电阻R2之间的连线与激光探测器相连，放大器P1的电源负极分别与-5V电源端、电容C3的一端、电容C4的一端相连，电容C3的另一端与电容C4的另一端相连后接地；

所述A/D转换电路包括A/D转换芯片U2，所述A/D转换芯片U2的VDD端分别与+5V电源端、电容C5的一端、电解电容C6的一端相连，电容C5的另一端与电解电容C6的另一端相连后与A/D转换芯片U2的SHDN端相连，A/D转换芯片U2的VIN端与放大电路的输出端相连，A/D转换芯片U2的REF端串接电容C10后接地，A/D转换芯片U2的SCLK端、A/D转换芯片U2的CS端、A/D转换芯片U2的DOUT端分别与单片机U1的P3.0端、P3.1端、P3.2端相连。

2.根据权利要求1所述的一种刮板运输机的保护装置，其特征在于：所述激光探测器包括第一激光探测器和第二激光探测器，所述第一激光探测器安装在与锚链运动方向垂直的位置上的第一专用安装支架上；所述第二激光探测器安装在刮板机头部锚链运动方向的侧面的第二专用安装支架上。

3.根据权利要求1所述的一种刮板运输机的保护装置，其特征在于：所述通信电路包括接口驱动芯片U3，所述接口驱动芯片U3的RO端串接电阻R9后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的RE端与接口驱动芯片U3的DE端相连后串接电阻R8后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的D1端通过接线端子a与单片机U1的P2.0端相连，接口驱动芯片U3的D1端串接电阻R7后与5V电源端相连，接口驱动芯片U3的GND端分别与接地端、电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端分别与接口驱动芯片U3的B端、稳压二极管D2的负极、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与接线端子c相连，接口驱动芯片U3的VCC端分别与5V电源端、电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端分别与接口驱动芯片U3的A端、稳压二极管D1的负极、电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与接线端子b相连，稳压二极管D1的正极与稳压二极管D2的正极相连，接线端子b、接线端子c组成通信电路的通讯接口组。

4.根据权利要求1所述的一种刮板运输机的保护装置，其特征在于：所述单片机U1的型号为AT89C51。

5.根据权利要求1所述的一种刮板运输机的保护装置，其特征在于：所述放大器P1的型号为AD8045AR。

6.根据权利要求1所述的一种刮板运输机的保护装置，其特征在于：所述A/D转换芯片U2的型号为MAX187。