一種用於液壓支架的支架控制裝置的製作方法
2023-09-17 14:26:50
專利名稱：一種用於液壓支架的支架控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制液壓支架動作和與其它液壓支架聯絡的電子裝置，尤其涉及一種用於煤礦井下的綜採工作面上的液壓支架的支架控制裝置。
背景技術：
液壓支架是井下採掘的重要設備，採用支架電液控制系統可以降低操作人員的勞動強度，提高煤礦生產效率，實現煤礦的無人化開採，由於液壓支架架型較多，伴隨著工作面自動化程度的不斷提高，支架控制系統需要檢測設備狀態信息多元化、多樣化數量不等的傳感元件，但目前的支架控制裝置都採用固定模式和固定數量的電氣接口，對於不同類型工作面的自動化需求，支架控制裝置的資源不能得到很好的匹配，有些功能不能滿足，但有些資源功能閒置，造成資源浪費，增加了設備成本。井下支架控制裝置在進行設備維護時，由於安裝位置空間狹窄，支架控制裝置有多個電纜連接器通過安裝板安裝在安裝架上， 逐一拔插電纜連接器工作量大，設備維護較為困難。
發明內容
為了能夠滿足各種架型液壓支架的自動化控制功能需求，提高支架控制裝置資源利用率，方便設備維修，本發明提出一種用於液壓支架的支架控制裝置，包括支架控制器和驅動器，所述支架控制器安裝在液壓支架上，所述支架控制器包括第一處理器模塊、第一通信模塊、輸入模塊、數據採集模塊、第一電磁驅動模塊、OLED顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊，所述第一通信模塊、輸入模塊、數據採集模塊、OLED顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊分別與第一處理器模塊連接；所述第一通信模塊包括三路CAN總線，其中的兩路CAN總線分別與左右相鄰液壓支架的支架控制器相連，另一路CAN總線與工作面CAN總線相連且工作面所有液壓支架的支架控制器都並聯在所述工作面CAN總線上；所述數據採集模塊包括傳感器採集模塊，所述傳感器採集模塊通過FPGA模塊連接支架控制器上的輸入/輸出埠；所述第一電磁驅動模塊通過FPGA模塊連接支架控制器上的輸入/輸出埠 ；所述OLED顯示模塊包括OLED顯示屏，用於顯示採集的傳感器的數據和支架控制器的參數；所述輸入模塊包括操作鍵盤，用於輸入液壓支架的動作控制命令；所述報警模塊包括報警燈和蜂鳴器；所述數據通信模塊通過FPGA模塊連接所述驅動器；所述急停閉鎖模塊檢測操作鍵盤的按鍵狀態，並可以通過CAN總線將急停閉鎖命令發送到相鄰液壓支架或全工作面的支架控制器；所述FPGA模塊連接支架控制器的輸入/輸出埠，通過FPAG電路對所述埠的輸入/輸出進行配置選擇；
所述驅動器安裝在液壓支架的主閥上，包括第二處理器模塊、第二電磁驅動模塊和第二通信模塊，所述第二電磁驅動模塊和所述第二通信模塊分別連接所述第二處理器模塊，所述第二通信模塊通過電纜連接器與數據通信模塊連接，用來與所述支架控制器進行數據通信，所述第二電磁驅動模塊與液壓支架的電磁先導閥連接，用來控制所述電磁先導閥的動作。所述操作鍵盤上具有30個操作鍵，在所述操作鍵盤上設置有指示燈，用來進行操作鍵指示和操作導航；所述OLED顯示屏可以自主發光。所述操作鍵盤包括1個急停按鈕和1個閉鎖按鈕；在液壓支架動作過程中出現緊急情況時，按下所述急停按鈕，將立即停止該液壓支架的動作；在操作人員進行液壓支架檢修時，按下所述閉鎖按鈕將切斷該液壓支架的電磁閥驅動電路電源，實現液壓支架的電控閉鎖，以確保操作人員的安全。所述報警燈為雙色指示燈，在報警時雙色循環以形成閃爍效果，報警燈的光強度要求可以在相鄰的液壓支架上看到；所述蜂鳴器的聲音響度大於80dB。所述支架控制器包括殼體，所述殼體上設置有密封槽內置0型圈，用來進行殼體密封，設置有密封試驗測試接口，用於對所述殼體進行抽真空或打內壓，檢驗殼體的密封性能。所述輸入/輸出埠有14個。所述支架控制裝置在被控制的液壓支架的功能數不超過16功能時，可以直接使用支架控制器即可，當被控制的液壓支架的功能數大於16功能，可由驅動器擴展液壓支架驅動電路的功能數。支架控制裝置還包括安裝板和連接塊，所述連接塊有兩塊，其上設置有連接孔，兩塊連接塊在所述支架控制器的兩端相對設置，所述連接塊通過連接孔與所述支架控制器螺栓連接；所述安裝板上具有插銷、固定孔和電纜插孔，所述電纜連接器可以插入所述電纜插孔並使用U型卡固定，所述安裝板可以推入到與連接塊連接的支架控制器中並通過插銷定位，插入的安裝板和支架控制器可以通過固定孔使用螺栓固定。本發明產生的有益效果是支架控制裝置可以通過功能匹配滿足不同需求的工作面自動化應用需求，提高支架控制裝置的資源利用率。支架控制器可以單獨使用以滿足16 功能支架的動作控制，也可以與驅動器配套使用以滿足沈功能支架的動作控制。支架控制器通過連接塊可以實現電纜連接器的整體拔插，方便設備更換系統維護。
附圖1為本發明所述的支架控制裝置的支架控制器結構示意圖；附圖2為本發明所述的支架控制裝置的驅動器結構示意圖；附圖3為本發明所述的支架控制裝置的支架控制器安裝示意圖。附圖標記如下1-支架控制器；2-安裝板；3-連接塊。
具體實施例方式參見附圖1，一種支架控制裝置，包括支架控制器和驅動器，所述支架控制器安裝在液壓支架上，所述支架控制器包括處理器模塊、通信模塊、輸入模塊、數據採集模塊、OLED 顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊，所述通信模塊、輸入模塊、 數據採集模塊、OLED顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊分別與處理器模塊連接；所述通信模塊包括三路CAN總線，其中的兩路CAN總線分別與左右相鄰液壓支架的支架控制器相連，用於相鄰支架控制器間的數據通信，另一路CAN總線與工作面 CAN總線相連，工作面CAN總線是一條貫穿工作面的總線，所有液壓支架的支架控制器都通過其CAN並聯在工作面CAN總線上，以其作為信息傳輸通道，與相隔較遠的支架控制器進行數據通信；所述數據採集模塊包括傳感器採集模塊，可採集開關量傳感器信號和模擬量傳感器信號，所述傳感器採集模塊所述電磁驅動模塊通過FPGA模塊連接支架控制器上的輸入/輸出埠 ；所述OLED顯示模塊包括OLED顯示屏，用於顯示採集的傳感器的數據和支架控制器的參數；所述輸入模塊包括操作鍵盤，用於輸入液壓支架的動作控制命令；所述報警模塊包括報警燈和蜂鳴器；所述急停閉鎖模塊檢測急停閉鎖按鈕的狀態，並可以通過 CAN總線將急停閉鎖命令發送到相鄰液壓支架或全工作面的支架控制器；所述FPGA模塊連接支架控制器的輸入/輸出埠，輸入/輸出埠可以有多個，優選有14個，通過FPAG電路對所述埠的輸入/輸出進行配置選擇，以適應不同液壓支架控制功能需求，提高了支架控制裝置資源的利用率；所述驅動器安裝在液壓支架的主閥上，通過電纜連接器與所述支架控制器的數據通信模塊連接，用來與所述支架控制器進行數據通信，所述驅動器通過電磁驅動連接器與液壓支架的電磁先導閥連接，用來控制所述電磁先導閥的動作，如果支架控制裝置僅通過埠功能配置進行支架控制，即可實現16路支架功能動作控制，也就是實現了「一件式」支架控制裝置實施方案，其也可以通過配接的驅動器增加支架功能動作控制的數量，實現26功能的支架控制，實現了 「兩件式」支架控制裝置實施方案，驅動器通過螺栓固定在主閥一側，電磁驅動線纜從驅動器殼體內直接引出，通過電纜連接器與電磁先導閥連接。這樣做的好處在於，最大限度的縮短了電磁先導閥驅動線纜的長度，降低了驅動線纜的故障率，提高了支架控制裝置的可靠性。所述操作鍵盤上具有30個操作鍵，每個操作鍵的左上角有一個指示燈，可以通過軟體編程進行控制，每個操作鍵的右側有一個鍵名指示符號。通過30個操作鍵基本上可以實現常用支架動作的快捷操作，通過進行3鍵連鎖操作實現多動作控制，通過鍵盤指示燈顯示，可以實現支架控制器的操作導航，即當一條正確的命令被輸入後，將下一條可操作鍵的鍵盤指示燈點亮。所述OLED顯示屏可以自主發光。所述操作鍵盤包括1個急停按鈕和1個閉鎖按鈕；在液壓支架動作過程中出現緊急情況時，按下所述急停按鈕，將立即停止該液壓支架的動作；在操作人員進行液壓支架檢修時，按下所述閉鎖按鈕將切斷該液壓支架的電磁閥驅動電路電源，實現液壓支架的電控閉鎖，以確保操作人員的安全。所述報警燈為雙色指示燈，在報警時雙色循環以形成閃爍效果，報警燈的光強度要求可以在相鄰的液壓支架上看到；報警燈放置在一個球形可以散射的有機玻璃罩內，在支架動作前進行預警，採用紅色/黃色指示燈閃爍，光報警信號可以在相鄰的液壓支架上可以清晰的看到。所述蜂鳴器的聲音響度大於80dB。 所述支架控制器包括殼體，所述殼體上設置有密封試驗測試接口，用於對所述殼體進行抽真空或打內壓，檢驗殼體的密封性能。支架控制器外殼設置有放置密封圈的溝槽，可以通過0型密封圈實現支架控制器交互界面的密封，將插接件焊接在電路板上，通過螺栓固定在支架控制器底部外殼上，然後對支架控制器進行灌封，使支架控制器底部電路板被淹沒，以保證支架控制器底部的密封。支架控制裝置還包括安裝板和連接塊，所述連接塊有兩塊，其上設置有連接孔，兩塊連接塊在所述支架控制器的兩端相對設置，所述連接塊通過連接孔與所述支架控制器螺栓連接；所述安裝板上具有插銷、固定孔和電纜插孔，所述電纜連接器可以插入所述電纜插孔並使用U型卡固定，所述安裝板可以推入到與連接塊連接的支架控制器中並通過插銷定位，插入的安裝板和支架控制器可以通過固定孔使用螺栓固定。支架控制器的14個電纜連接器通過U型卡固定在支架控制器安裝板上，可以實現支架控制器的整體拔插，提高了支架控制器可維護性能。以上所述，僅為本發明專利較佳的具體實施方式
，但本發明專利的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明專利揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明專利的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用於液壓支架的支架控制裝置，包括支架控制器和驅動器，其特徵在於所述支架控制器安裝在液壓支架上，所述支架控制器包括第一處理器模塊、第一通信模塊、輸入模塊、數據採集模塊、第一電磁驅動模塊、OLED顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊，所述第一通信模塊、輸入模塊、數據採集模塊、OLED顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊分別與第一處理器模塊連接；所述第一通信模塊包括三路CAN總線，其中的兩路CAN總線分別與左右相鄰液壓支架的支架控制器相連，另一路CAN總線與工作面CAN總線相連且工作面所有液壓支架的支架控制器都並聯在所述工作面CAN總線上；所述數據採集模塊包括傳感器採集模塊，所述傳感器採集模塊通過FPGA模塊連接支架控制器上的輸入/輸出埠；所述第一電磁驅動模塊通過FPGA模塊連接支架控制器上的輸入/輸出埠 ； 所述OLED顯示模塊包括OLED顯示屏，用於顯示採集的傳感器的數據和支架控制器的參數；所述輸入模塊包括操作鍵盤，用於輸入液壓支架的動作控制命令； 所述報警模塊包括報警燈和蜂鳴器； 所述數據通信模塊通過FPGA模塊連接所述驅動器；所述急停閉鎖模塊檢測操作鍵盤的按鍵狀態，並可以通過CAN總線將急停閉鎖命令發送到相鄰液壓支架的支架控制器或全工作面的支架控制器；所述FPGA模塊連接支架控制器的輸入/輸出埠，通過FPAG電路對所述埠的輸入 /輸出進行配置選擇；所述驅動器安裝在液壓支架的主閥上，包括第二處理器模塊、第二電磁驅動模塊和第二通信模塊，所述第二電磁驅動模塊和所述第二通信模塊分別連接所述第二處理器模塊， 所述第二通信模塊通過電纜連接器與數據通信模塊連接，用來與所述支架控制器進行數據通信，所述第二電磁驅動模塊與液壓支架的電磁先導閥連接，用來控制所述電磁先導閥的動作。
2.如權利要求1所述的支架控制裝置，其特徵在於所述操作鍵盤上具有30個操作鍵，在所述操作鍵盤上設置有指示燈，用來進行操作鍵指示和操作導航；所述OLED顯示屏可以自主發光。
3.如權利要求1或2所述的支架控制裝置，其特徵在於所述操作鍵盤包括1個急停按鈕和1個閉鎖按鈕；在液壓支架動作過程中出現緊急情況時，按下所述急停按鈕，將立即停止該液壓支架的動作；在操作人員進行液壓支架檢修時，按下所述閉鎖按鈕將切斷該液壓支架的電磁閥驅動電路電源，實現液壓支架的電控閉鎖，以確保操作人員的安全。
4.如權利要求3所述的支架控制裝置，其特徵在於所述報警燈為雙色指示燈，在報警時雙色循環以形成閃爍效果，報警燈的光強度要求可以在相鄰的液壓支架上看到；所述蜂鳴器的聲音響度大於80dB。
5.如權利要求4所述的支架控制裝置，其特徵在於所述支架控制器包括殼體，所述殼體上設置有密封槽，所述密封槽內置0型圈，用來進行殼體密封；所述殼體上設置有密封試驗測試接口，用於對所述殼體進行抽真空或打內壓，檢驗殼體的密封性能。
6.如權利要求5所述的支架控制裝置，其特徵在於所述輸入/輸出埠有14個。
7.如權利要求5所述的支架控制裝置，其特徵在於所述支架控制裝置在被控制的液壓支架的功能動作不超過16種時，直接使用支架控制器控制液壓支架；當被控制的液壓支架的功能動作超過16種時，使用驅動器擴展支架控制器的控制功能，由支架控制器和驅動器聯合控制液壓支架。
8.如權利要求1所述的支架控制裝置，其特徵在於，還包括安裝板和連接塊，所述連接塊有兩塊，其上設置有連接孔，兩塊連接塊在所述支架控制器的兩端相對設置，所述連接塊通過連接孔與所述支架控制器螺栓連接；所述安裝板上具有插銷、固定孔和電纜插孔，所述電纜連接器可以插入所述電纜插孔並使用U型卡固定，所述安裝板可以推入到與連接塊連接的支架控制器中並通過插銷定位，插入的安裝板和支架控制器可以通過固定孔使用螺栓固定。
全文摘要
一種用於液壓支架的支架控制裝置，包括支架控制器和驅動器，所述支架控制器安裝在液壓支架上，所述支架控制器包括第一處理器模塊、第一通信模塊、輸入模塊、數據採集模塊、第一電磁驅動模塊、OLED顯示模塊、報警模塊、數據通信模塊、急停閉鎖模塊和FPGA模塊；所述驅動器包括第二處理器模塊、第二電磁驅動模塊和第二通信模塊。支架控制裝置可以通過功能匹配滿足不同需求的工作面自動化應用需求，提高支架控制裝置的資源利用率。支架控制器可以單獨使用以滿足16功能支架的動作控制，也可以與驅動器配套使用以滿足26功能支架的動作控制。支架控制器通過連接塊可以實現電纜連接器的整體拔插，方便設備更換系統維護。
文檔編號E21D23/12GK102418542SQ20111033010
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者代剛, 姜文峰, 李首濱, 牛劍峰 申請人:北京天地瑪珂電液控制系統有限公司