遠程有線遙控防爆扒渣機的製作方法
2023-06-06 16:51:26
專利名稱：遠程有線遙控防爆扒渣機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦用機械技術領域內的礦石扒裝設備，具體是一種可遠距離控制，採集礦山礦石、隧道碎石的遙控防爆扒渣機。
背景技術：
現有的礦用機械一般都需要駕駛員在現場駕駛，由於斜巷道礦洞內環境惡劣，粉塵較大，空氣品質差，噪音大，時有鬆動礦石掉落，在煤礦裡還有易爆氣體瓦斯存在，礦難事故時有發生，在現場作業過程中很難保證駕駛員的安全。因此研究一種將控制室設在遠離施工現場的地面上、且煤礦內的設備必須具有防爆功能、同時駕駛員可在地面上對扒渣機進行遠程有線遙控作業的防爆扒渣機是十分有必要的。
發明內容為克服現有技術的不足，本實用新型的發明目的在於提供一種遠程有線遙控防爆扒渣機，既能保證扒渣機在斜巷道礦洞內正常可靠地施工，又能為駕駛員提供一個安全舒適的操作環境。為實現上述目的，本實用新型包括控制室和電子控制櫃及電液比例控制系統、監控顯不系統、液壓系統與機械系統，所述的控制室安放在地面上，控制室內安裝有電子控制櫃、副顯示器、駕駛椅。所述電子控制櫃包括單軸電子比例控制手柄一、單軸電子比例控制手柄二、十字電子比例控制手柄一、十字電子比例控制手柄二、監控顯示系統的後端設備及主顯示器、控制開關按鈕及電氣控制系統；所述電液比例控制系統包括四個電子比例控制手柄和安裝於電液控制箱內的電液比例多路控制閥組；其中的十字電子比例控制手柄一、十字電子比例控制手柄二分別能上、下、左、右搖擺，分別通過四聯電磁比例換向閥控制鏟鬥油缸、鬥杆油缸、升降油缸及大臂油缸、迴轉油缸，實現機械手的平穩柔和無衝擊扒裝作業；十字電子比例控制手柄一、十字電子比例控制手柄二各自帶一個用於控制輸送帶的提升和下降的按鈕開關；用於控制轉向油缸的單軸電子比例控制手柄一經電磁比例換向閥二與轉向油缸連接；用於控制行走液壓馬達的單軸電子比例控制手柄二經電磁比例換向閥一與行走液馬達連接；用於液壓滾筒馬達起動的按鈕經電磁換向閥與液壓滾筒馬達連接；所述監控顯示系統為隔爆防爆結構，主要由前端監視設備、傳輸設備、後端顯示設備組成；前端監視設備包括兩個為駕駛員的操作提供扒渣機前方的作業場景和機械手運動狀況的主防爆攝像機、兩個監控後方輸送皮帶運料情況、運料車裝載情況及扒渣機倒車時的路況的副防爆攝像機，攝像頭安裝在龍門架上；所述傳輸設備包括有源雙絞線視頻發射器、有源雙絞線視頻接收器、有源雙絞線、畫面分割器與電子穩像器，發射器安裝在防爆箱內，接收器、畫面分割器、電子穩像器均安裝在電子控制櫃內；所述後端顯示設備為主顯示器、副顯不器；[0008]所述液壓系統包括雙聯齒輪泵、液壓滾筒馬達、行走液壓馬達、鏟鬥油缸、鬥杆油缸、升降油缸及大臂油缸、迴轉油缸、轉向油缸、液壓油箱、液壓閥，液壓油通過電磁比例換向閥進入鏟鬥油缸、鬥杆油缸、大臂油缸、迴轉油缸、行走液壓馬達、轉向油缸、液壓滾筒馬達；所述機械系統包括機械手裝置、輸送裝置、行走和轉向系統，機械手裝置的各部分之間均通過鉸軸連接，迴轉體固定在龍門架上，龍門架焊接在輸送架上，迴轉油缸動作驅動迴轉體繞支座使機械手裝置整體實現橫向轉動；大臂油缸動作驅動大臂繞其與迴轉體的鉸軸作縱向轉動，鬥杆油缸驅動鬥杆繞其與大臂的鉸軸轉動；鏟鬥油缸驅動鏟鬥繞其與鬥杆的鉸軸轉動實現挖掘與卸料；輸送裝置包括輸送架、鏟刀、輸送皮帶、液壓滾筒，輸送架安裝在底盤架上；行走和轉向系統包括底盤架、車橋、輪胎、電機、傳動系，底盤架一端與後輪的車橋相連，另一端與前輪的車橋相連，變速箱、行走液壓馬達、轉向油缸均固定安裝在底盤架上，行走液壓馬達與變速箱連接，變速箱通過傳動軸與後輪的車橋上的差速器相連接，轉向油缸通過鉸軸與前輪的轉向系統相連。本實用新型的工作原理是駕駛員在地面上觀察顯示屏，通過電子比例控制手柄操作，電子比例控制手柄發出的電子比例信號或開關信號，通過500米左右的屏蔽電纜線，控制電磁比例多路換向閥操縱油缸和馬達，實現機械手的平穩柔和無衝擊運動，從而進行扒渣機的礦石、碎石扒裝作業。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點I)具有雙控模式，即具有遠距離地面控制和現場控制兩種控制方式；2)遠距離有線控制信號穩定，遠程控制距離可達500m以上；3)採用電液比例控制，操作平穩柔和無衝擊；4)監控系統全方位監控視角寬廣，監控圖像穩定，有利於駕駛員在地面控制室內操作；5)控制室在地面上，為駕駛員提供了一個安全舒適的操作環境；6)可在煤礦等易爆環境下作業，具有防爆功能。
圖1是本實用新型的結構簡圖。圖2是本實用新型的控制室結構簡圖。圖3是電液控制系統原理圖。圖4是電子控制櫃結構簡圖。圖5為本實用新型的防爆監控系統框圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型包括控制室21和電子控制櫃18及電液比例控制系統、監控顯不系統、液壓系統與機械系統。控制室21安放在地面上，控制室21與扒渣機之間通過500米以上的屏蔽電纜線相連，可為駕駛員的操作提供一個舒適的操作環境，控制室21內安裝有電子控制櫃18、15寸的副顯示器20、駕駛椅19。電子控制櫃18包括單軸電子比例控制手柄一 35、單軸電子比例控制手柄二 22、十字電子比例控制手柄一 25、十字電子比例控制手柄二 34、監控顯示系統的後端設備及主顯示器23、控制開關按鈕24及電氣控制系統。監控顯示系統為隔爆防爆結構，主要由前端監視設備、傳輸設備、後端顯示設備組成；前端監視設備包括兩個為駕駛員的操作提供扒渣機前方的作業場景和機械手運動狀況的主防爆攝像機、兩個監控後方輸送皮帶運料情況、運料車裝載情況及扒渣機倒車時的路況的副防爆攝像機，四個攝像頭8安裝在龍門架9上，兩個向前，兩個向後，分別攝取前、後的圖像；傳輸設備包括有源雙絞線發射器、有源雙絞線接收器、有源雙絞線、畫面分割器與電子穩像器，發射器安裝在防爆箱13內，接收器、畫面分割器、電子穩像器均安裝在電子控制櫃18內；後端顯示設備為主顯示器23、副顯示器20，15寸的副顯示器20安裝在控制室內，19寸的主顯示器23安裝在電子控制櫃18上。作業時，通過攝像頭採集現場的圖像傳輸到顯示器上，駕駛員主要通過主顯示器23獲得現場的作業環境進行操作。監控顯示系統主要用於實時監視礦斜巷道的工作情況，遠程監視距離為500米。此系統用於礦井需要考慮防爆，即防止攝像機等電子設備工作時發出的電弧引爆周圍的可燃氣體，因此採用隔爆防爆形式的防爆監控系統。防爆監控系統布置方案如圖5所示，由四個防爆攝像頭8分別收集圖像，通過有源雙絞線視頻發射器，由一條超五類非屏蔽雙絞線傳輸，經有源雙絞線視頻接收器接收信號，把一路信號送入電子穩像器後，最後接入一臺19寸主顯視器23上顯示，另外三路信號通過一個畫面分割器的處理，接入一臺15寸副顯視器20上顯示。15寸副顯視器20的畫面被分為三部分，分別顯示三個攝像頭採集的畫面，19寸主顯視器23顯示一個主畫面，駕駛員主要觀察19寸的主顯視器23，兼顧15寸的副顯示器20的畫面內容來進行礦料的扒裝作業作業。電液比例控制系統包括四個電子比例控制手柄和安裝於電液控制箱內的電液比例多路控制閥組16 ;其中的十字電子比例控制手柄一25、十字電子比例控制手柄二34分別能上、下、左、右搖擺，分別通過四聯電磁比例換向閥28控制鏟鬥油缸2、鬥杆油缸4、升降油缸12及大臂油缸6、迴轉油缸15，實現機械手的平穩柔和無衝擊扒裝作業；十字電子比例控制手柄一 25、十字電子比例控制手柄二 34各自帶一個用於控制輸送帶的提升和下降的按鈕開關；用於控制轉向油缸29的單軸電子比例控制手柄一 35經電磁比例換向閥二 31與轉向油缸29連接；用於控制行走液壓馬達27的單軸電子比例控制手柄二 22經電磁比例換向閥一 26與行走液馬達27連接；用於液壓滾筒馬達30起動的按鈕33經電磁換向閥32與液壓滾筒馬達30連接。液壓系統的主要功能是傳遞電機的功率，為機械手裝置和皮帶輸送裝置的工作提供動力，為扒渣機的行走和轉向提供動力。包括雙聯齒輪泵、液壓滾筒馬達30、行走液壓馬達27、鏟鬥油缸2、鬥杆油缸4、大臂油缸6、迴轉油缸15、升降油缸12、轉向油缸29、液壓油箱、液壓閥，液壓油通過電磁比例換向閥進入鏟鬥油缸2、鬥杆油缸4、大臂油缸6、迴轉油缸15、升降油缸12、行走液壓馬達27、轉向油缸29、液壓滾筒馬達30，推動各油缸的活塞杆移動，通過閥芯移動方向不同控制各個閥口的啟閉，以控制液壓油進入活塞杆不同的腔體，從而實現活塞杆的伸縮。機械系統包括機械手裝置、輸送裝置、行走和轉向系統，機械手裝置的各部分之間均通過鉸軸連接，迴轉體7固定在龍門架9上，龍門架9焊接在輸送架10上，迴轉油缸15動作驅動迴轉體7繞支座使機械手裝置整體實現橫向轉動；大臂油缸6動作驅動大臂5繞其與迴轉體7的鉸軸作縱向轉動，鬥杆油缸4驅動鬥杆3繞其與大臂5的鉸軸轉動；鏟鬥油缸2驅動鏟鬥I繞其與鬥杆3的鉸軸轉動實現挖掘與卸料，各動作相互配合可使機械手裝置在工作空間的任意範圍內完成挖掘與卸料作業；輸送裝置的主要功能是將礦料連續不斷地輸送至料車的料鬥中，包括輸送架10、鏟刀、輸送皮帶、液壓滾筒11，輸送架10安裝在底盤架14上；行走和轉向系統包括底盤架14、車橋、輪胎、電機、傳動系，底盤架14 一端與後輪的車橋相連，另一端與前輪的車橋相連，變速箱、行走液壓馬達27、轉向油缸29均固定安裝在底盤架14上，行走液壓馬達27與變速箱連接，變速箱通過傳動軸與後輪的車橋上的差速器相連接，轉向油缸29通過鉸軸與前輪的轉向系統相連。本實用新型通過電子比例控制手柄和按鈕開關發出電信號到電磁換向閥，使得電磁換向閥閥芯移動打開電磁換向閥的閥口，液壓油通過電磁換向閥進入行走液壓馬達27、升降油缸12、液壓滾筒馬達30，推動油缸活塞杆移動，帶動馬達旋轉。行走液壓馬達27驅動扒渣機的行走系統實現行走功能，轉向油缸29的伸縮實現了轉向功能，升降油缸12可以調整輸送裝置的高度，液壓滾筒馬達30的旋轉驅動液壓滾筒11旋轉，從而帶動皮帶將礦料輸送至接料的料車上。本實用新型所採用的各種電器元件都是防爆的，此外還配有防爆電箱13，電源線接口都設置在防爆箱裡面，防爆電箱13起到隔爆作用。 本實用新型在地下操作時通過扳動電磁換向閥和電磁比例換向閥的手柄來控制換向閥閥芯移動，從而起到換向的作用。
權利要求1.一種遠程有線遙控防爆扒渣機，其特徵在於包括控制室(21)和電子控制櫃(18)及電液比例控制系統、監控顯示系統、液壓系統與機械系統，所述的控制室(21)安放在地面上，控制室(21)內安裝有電子控制櫃(18)、副顯示器(20)、駕駛椅(19)。
2.根據權利要求1所述的遠程有線遙控防爆扒渣機，其特徵在於 所述電子控制櫃(18)包括單軸電子比例控制手柄一(35)、單軸電子比例控制手柄二(22)、十字電子比例控制手柄一(25)、十字電子比例控制手柄二(34)、監控顯示系統的後端設備及主顯示器(23)、控制開關按鈕(24)及電氣控制系統； 所述電液比例控制系統包括四個電子比例控制手柄和安裝於電液控制箱內的電液比例多路控制閥組(16);其中的十字電子比例控制手柄一(25)、十字電子比例控制手柄二(34)分別能上、下、左、右搖擺，分別通過四聯電磁比例換向閥(28)控制鏟鬥油缸(2)、鬥杆油缸(4)、升降油缸(12)及大臂油缸(6)、迴轉油缸(15)，實現機械手的平穩柔和無衝擊扒裝作業；十字電子比例控制手柄一(25)、十字電子比例控制手柄二(34)各自帶一個用於控制輸送帶的提升和下降的按鈕開關；用於控制轉向油缸(29)的單軸電子比例控制手柄一(35 )經電磁比例換向閥二( 31)與轉向油缸(29 )連接；用於控制行走液壓馬達(27 )的單軸電子比例控制手柄二(22)經電磁比例換向閥一(26)與行走液馬達(27)連接；用於液壓滾筒馬達(30 )起動的按鈕(33 )經電磁換向閥(32 )與液壓滾筒馬達(30 )連接； 所述監控顯示系統為隔爆防爆結構，主要由前端監視設備、傳輸設備、後端顯示設備組成；前端監視設備包括兩個為駕駛員的操作提供扒渣機前方的作業場景和機械手運動狀況的主防爆攝像機、兩個監控後方輸送皮帶運料情況、運料車裝載情況及扒渣機倒車時路況的副防爆攝像機，攝像頭(8)安裝在龍門架(9)上；所述傳輸設備包括有源雙絞線視頻發射器、有源雙絞線視頻接收器、有源雙絞線、畫面分割器與電子穩像器，發射器安裝在防爆箱(13)內，接收器、畫面分割器、電子穩像器均安裝在電子控制櫃(18)內；所述後端顯示設備為主顯示器(23)、副顯示器(20)； 所述液壓系統包括雙聯齒輪泵、液壓滾筒馬達(30)、行走液壓馬達(27)、鏟鬥油缸(2)、鬥杆油缸(4)、升降油缸(12)、大臂油缸(6)、迴轉油缸(15)、轉向油缸(29)、液壓油箱、液壓閥，液壓油通過電磁比例換向閥進入鏟鬥油缸(2)、鬥杆油缸(4)、升降油缸(12)、大臂油缸(6)、迴轉油缸(15)、行走液壓馬達(27)、轉向油缸(29)、液壓滾筒馬達(30); 所述機械系統包括機械手裝置、輸送裝置、行走和轉向系統，機械手裝置的各部分之間均通過鉸軸連接，迴轉體(7)固定在龍門架(9)上，龍門架(9)焊接在輸送架(10)上，迴轉油缸(15)動作驅動迴轉體(7)繞支座使機械手裝置整體實現橫向轉動；大臂油缸(6)動作驅動大臂(5)繞其與迴轉體(7)的鉸軸作縱向轉動，鬥杆油缸(4)驅動鬥杆(3)繞其與大臂(5)的鉸軸轉動；鏟鬥油缸(2)驅動鏟鬥(I)繞其與鬥杆(3)的鉸軸轉動實現挖掘與卸料；輸送裝置包括輸送架(10 )、鏟刀(17 )、輸送皮帶、液壓滾筒(11)，輸送架(10 )安裝在底盤架(14)上；行走和轉向系統包括底盤架(14)、車橋、輪胎、電機、傳動系，底盤架(14)一端與後輪的車橋相連，另一端與前輪的車橋相連，變速箱、行走液壓馬達(27 )、轉向油缸(29 )均固定安裝在底盤架(14)上，行走液壓馬達(27)與變速箱連接，變速箱通過傳動軸與後輪的車橋上的差速器相連接，轉向油缸(29)通過鉸軸與前輪的轉向系統相連。
專利摘要一種遠程有線遙控防爆扒渣機，用於可遠距離控制以採集礦山及隧道碎石。包括控制室和電子控制櫃及電液比例控制系統、監控顯示系統、液壓系統與機械系統，所述的控制室安放在地面上，控制室內安裝有電子控制櫃、副顯示器、駕駛椅。駕駛員在地面上觀察顯示屏，通過電子比例控制手柄發出的電子比例信號或開關信號，通過屏蔽電纜線控制電磁比例換向閥操縱油缸和馬達，進行扒渣機礦石、碎石扒裝作業。本實用新型具有遠距離地面控制和現場控制雙控模式，控制信號穩定，遠程控制距離可達500m以上，操作平穩柔和無衝擊，監控系統全方位監控視角寬廣，監控圖像穩定，有利於駕駛員在地面控制室內安全舒適操作，可在煤礦等易爆環境下作業，具有防爆功能。
文檔編號E02F9/22GK202899180SQ20122057932
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月6日 優先權日2012年11月6日
發明者王華良, 王華忠, 楊士敏, 李旋 申請人:襄陽忠良工程機械有限責任公司