采煤機液壓制動監測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采煤機液壓制動監測裝置，包括微控制器和采煤機液壓制動數據監測單元，采煤機液壓制動數據監測單元包括溫度監測單元、液壓監測單元、閘間隙監測單元和正壓力監測單元，微控制器的輸入端接有按鍵操作電路，微控制器的輸出端接有報警電路和液晶顯示電路，溫度監測單元包括溫度傳感器和第一指示燈電路，液壓監測單元包括壓力傳感器、第一A/D轉換電路和第二指示燈電路，閘間隙監測單元包括電渦流傳感器和第三指示燈電路，正壓力監測單元包括正壓力檢測模塊和第四指示燈電路。本實用新型對采煤機液壓制動的工作溫度、油壓、閘瓦間隙、制動力矩進行實時檢測，通過指示燈對故障進行定位，保證采煤機液壓制動的連續運行。
【專利說明】
采煤機液壓制動監測裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于煤礦安全技術領域，具體涉及一種采煤機液壓制動監測裝置。【背景技術】
[0002]采煤機是煤礦井下的重要工作設備，而液壓制動是采煤機運行穩定性和安全性的關鍵。采煤機的正常狀態是不停歇的，在這種情況下，對采煤機最容易出現故障的液壓系統的液壓制動關鍵部位進行實時監測是必不可少的。隨著各種型號采煤機的產生，其功能增加，更加復雜，發生故障的原因隨之增加，從而使得保證采煤機的高產高效就變得勢在必行。及時正確地對采煤機液壓制動的各種異常狀態或故障狀態做出預防，診斷已經變成一項重要課題。首先，井下生產中，由于進入制動器中的油壓過低，增大內外摩擦片間的接觸， 產生劇烈摩擦，會造成液壓制動的產熱過多，導致液壓制動故障的發生，造成采煤機停機， 出煤量降低;再者，采煤機中的閘瓦是個磨損部件，長期工作會造成閘瓦變薄，從而使閘瓦與鋼絲卷筒之間的間隙變大，降低了摩擦系數，閘瓦動作的失靈會造成安全事故的發生;另夕卜，采煤機中的液壓制動是用來防止采煤機停機后下滑，如果采煤機機身笨重，爬坡大，需要的制動力矩較大，如果制動力矩不能滿足采煤機的需要，使得采煤機不能正常工作，甚至損壞采煤機;最后，現有產生中都是等到液壓制動出現故障時才停機進行維修，不能在運行中對液壓制動中的溫度、油壓、閘瓦間隙、制動力矩等參數進行實時檢測，提前預防采煤機液壓制動方面故障的發生，便于現場工作人員了解采煤機液壓制動的情況。因此，現如今缺少一種結構簡單、成本低、設計合理、易控制的采煤機液壓制動監測裝置，對采煤機液壓制動的工作溫度、油壓、閘瓦間隙、制動力矩能夠形成切實有效的檢測，在以上各種參數超過上下限范圍時及時發出聲光報警提醒現場工作人員，使工作人員提前對采煤機可能出現的問題有所預防或在出現問題后能夠及時了解問題所在，保證采煤機液壓制動的連續運行和快速檢修處理，避免采煤機停機維修，提高生產效率。【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種采煤機液壓制動監測裝置，其電路簡單，設計合理，使用簡便，對采煤機液壓制動的工作溫度、油壓、閘瓦間隙、制動力矩進行實時檢測，通過指示燈對故障進行定位，保證采煤機液壓制動的連續運行和快速檢修處理，避免采煤機停機維修，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:采煤機液壓制動監測裝置， 其特征在于:包括微控制器和采煤機液壓制動數據監測單元，所述采煤機液壓制動數據監測單元包括用于監測采煤機液壓制動工作溫度的溫度監測單元、用于監測采煤機液壓制動油壓的液壓監測單元、用于監測采煤機液壓制動閘瓦間隙的閘間隙監測單元和用于監測采煤機液壓制動力矩的正壓力監測單元，所述微控制器的輸入端接有用于參數設置的按鍵操作電路，所述微控制器的輸出端接有報警電路和液晶顯示電路，所述溫度監測單元包括溫度傳感器和用于指示工作溫度狀態的第一指示燈電路，所述液壓監測單元包括壓力傳感器、與壓力傳感器輸出端相接的第一 A/D轉換電路和用于指示油壓狀態的第二指示燈電路， 所述閘間隙監測單元包括電渦流傳感器和用于指示閘瓦間隙狀態的第三指示燈電路，所述正壓力監測單元包括正壓力檢測模塊和用于指示制動力矩狀態的第四指示燈電路，所述正壓力檢測模塊包括依次相接的應變片全橋電路模塊、放大電路和第二A/D轉換電路，所述溫度傳感器、第一 A/D轉換電路、電渦流傳感器和第二A/D轉換電路的輸出端均與微控制器的輸入端相接，所述第一指示燈電路、第二指示燈電路、第三指示燈電路、第四指示燈電路和放大電路的輸入端均與微控制器的輸出端相接。
[0005]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述溫度傳感器包括傳感器 DS18B20。[〇〇〇6]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述壓力傳感器為GDP40壓力傳感器;所述第一 A/D轉換電路包括型號為ADC0832的芯片A1，所述芯片A1的CH0引腳與⑶P40壓力傳感器的SIG引腳相接，所述芯片A1的D1引腳和D0引腳的連接端與微控制器相接，所述芯片A1的CLK引腳和CS引腳均與微控制器相接。
[0007]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述電渦流傳感器為INA-081電渦流傳感器。
[0008]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述應變片全橋電路模塊為KH-5-350-G4應變片模塊;所述放大電路包括芯片LF398和運放0P07，所述芯片LF398的IN引腳與 KH-5-350-G4應變片模塊的lout引腳相接，所述芯片LF398的0V引腳與滑動電阻R10的一個固定端相接，所述滑動電阻R10的另一個固定端經電阻R11接地，所述滑動電阻R10的滑動端與+15V電源輸出端相接，所述芯片LF398的LR引腳經電容C4與芯片LF398的CH引腳相接，所述芯片LF398的L引腳與微控制器1相接，所述芯片LF398的OUT引腳經電阻R8與運放0P07的同相輸入端相接，所述運放0P07的反相輸入端分兩路，一路經電阻R9接地，另一路經電阻 R12與運放0P07的輸出端相接。
[0009]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述第二A/D轉換電路包括型號為 ADC08 3 2的芯片A2，所述芯片A2的D0引腳與D1引腳的連接端、CS引腳和CLK引腳均與微控制器相接，所述芯片A2的CH0引腳與運放0P07的輸出端相接。
[0010]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述第一指示燈電路包括發光二極管D1，所述發光二極管D1的陰極與微控制器相接，所述發光二極管D1的陽極經電阻R4與+ 5V電源輸出端相接;所述第二指示燈電路包括發光二極管D2,所述發光二極管D2的陰極與微控制器相接，所述發光二極管D2的陽極經電阻R5與+5V電源輸出端相接;所述第三指示燈電路包括發光二極管D3,所述發光二極管D3的陰極與微控制器相接，所述發光二極管D3的陽極經電阻R6與+5V電源輸出端相接;所述第四指示燈電路包括發光二極管D4,所述發光二極管D4的陰極與微控制器相接，所述發光二極管D4的陽極經電阻R7與+5V電源輸出端相接。
[0011]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述液晶顯示電路為IXD1602顯示屏。
[0012]上述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述微控制器包括AT89S52單片機。
[0013]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:[〇〇14]1、本實用新型通過設置溫度監測單元、液壓監測單元、閘間隙監測單元和正壓力監測單元，實時檢測并采集采煤機液壓制動的工作溫度、油壓、閘瓦間隙和制動力矩，采集信息數據準確度高，電路簡單，功能完備。
[0015]2、通過設置第一指示燈電路、第二指示燈電路、第三指示燈電路和第四指示燈電路，一方面對采煤機液壓制動的工作溫度、油壓、閘瓦間隙和制動力矩等狀態進行指示，另一方面如采煤機液壓制動發生故障即超過閾值參數時，通過指示燈對故障進行定位，同時通過報警電路進行報警提示，以便工作人員進行快速檢修處理，保證采煤機液壓制動的連續運行。
[0016]3、本實用新型設計結構簡單，設計合理，功能完善，體積小，操作簡單，實現方便， 實用性強，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實用新型電路簡單，設計合理，使用簡便，對采煤機液壓制動的工作溫度、油壓、閘瓦間隙、制動力矩進行實時檢測，通過指示燈對故障進行定位，保證采煤機液壓制動的連續運行和快速檢修處理，避免采煤機停機維修，實用性強，便于推廣使用。
[0018]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型壓力傳感器和第一 A/D轉換電路的電路連接關系示意圖。[0021 ]圖3為本實用新型應變片全橋電路模塊、放大電路和第二A/D轉換電路的電路連接關系不意圖。
[0022]圖4為本實用新型第一指示燈電路、第二指示燈電路、第三指示燈電路和第四指示燈電路的電路原理圖。[〇〇23] 附圖標記說明:[0〇24]1 一微控制器；2-1 —溫度傳感器；2-2—第一指不燈電路；[0〇25] 3-1 一壓力傳感器；3-2—第一A/D轉換電路；3-3—第二指不燈電路；[0〇26]4-1 一電禍流傳感器；4-2—第二指不燈電路；[〇〇27] 5-1—應變片全橋電路模塊；5-2—放大電路；[〇〇28] 5-3—第二A/D轉換電路；5-4—第四指示燈電路；
[0029] 6—按鍵操作電路；7—液晶顯示電路；8—報警電路。【具體實施方式】
[0030]如圖1所示，本實用新型包括微控制器1和采煤機液壓制動數據監測單元，所述采煤機液壓制動數據監測單元包括用于監測采煤機液壓制動工作溫度的溫度監測單元、用于監測采煤機液壓制動油壓的液壓監測單元、用于監測采煤機液壓制動閘瓦間隙的閘間隙監測單元和用于監測采煤機液壓制動力矩的正壓力監測單元，所述微控制器1的輸入端接有用于參數設置的按鍵操作電路6,所述微控制器1的輸出端接有報警電路8和液晶顯示電路 7,所述溫度監測單元包括溫度傳感器2-1和用于指示工作溫度狀態的第一指示燈電路2-2， 所述液壓監測單元包括壓力傳感器3-1、與壓力傳感器3-1輸出端相接的第一 A/D轉換電路 3-2和用于指示油壓狀態的第二指示燈電路3-3,所述閘間隙監測單元包括電渦流傳感器4-1和用于指示閘瓦間隙狀態的第三指示燈電路4-2,所述正壓力監測單元包括正壓力檢測模塊和用于指示制動力矩狀態的第四指示燈電路5-4,所述正壓力檢測模塊包括依次相接的應變片全橋電路模塊5-1、放大電路5-2和第二A/D轉換電路5-3,所述溫度傳感器2-1、第一 A/D轉換電路3-2、電渦流傳感器4-1和第二A/D轉換電路5-3的輸出端均與微控制器1的輸入端相接，所述第一指示燈電路2-2、第二指示燈電路3-3、第三指示燈電路4-2、第四指示燈電路5-4和放大電路5-2的輸入端均與微控制器1的輸出端相接。[〇〇31]本實施例中，所述溫度傳感器2-1包括傳感器DS18B20。[〇〇32]如圖2所示，本實施例中，所述壓力傳感器3-1為⑶P40壓力傳感器;所述第一A/D轉換電路3-2包括型號為ADC0832的芯片A1，所述芯片A1的CH0引腳與⑶P40壓力傳感器的SIG 弓丨腳相接，所述芯片A1的D1引腳和D0引腳的連接端與微控制器1相接，所述芯片A1的CLK引腳和CS引腳均與微控制器1相接。[〇〇33]本實施例中，所述電渦流傳感器4-1為INA-081電渦流傳感器。[〇〇34]如圖3所示，本實施例中，所述應變片全橋電路模塊5-1為KH-5-350-G4應變片模塊;所述放大電路5-2包括芯片LF398和運放0P07,所述芯片LF398的IN引腳與KH-5-350-G4 應變片模塊的lout引腳相接，所述芯片LF398的0V引腳與滑動電阻R10的一個固定端相接， 所述滑動電阻R10的另一個固定端經電阻R11接地，所述滑動電阻R10的滑動端與+15V電源輸出端相接，所述芯片LF398的LR引腳經電容C4與芯片LF398的CH引腳相接，所述芯片LF398 的L引腳與微控制器1相接，所述芯片LF398的OUT引腳經電阻R8與運放0P07的同相輸入端相接，所述運放0P07的反相輸入端分兩路，一路經電阻R9接地，另一路經電阻R12與運放0P07 的輸出〗而相接。[〇〇35]如圖3所示，本實施例中，所述第二A/D轉換電路5-3包括型號為ADC0832的芯片A2，所述芯片A2的D0引腳與D1引腳的連接端、CS引腳和CLK引腳均與微控制器1相接，所述芯片 A2的CH0引腳與運放0P07的輸出端相接。[〇〇36]如圖4所示，本實施例中，所述第一指示燈電路2-2包括發光二極管D1，所述發光二極管D1的陰極與微控制器1相接，所述發光二極管D1的陽極經電阻R4與+5V電源輸出端相接;所述第二指示燈電路3-3包括發光二極管D2,所述發光二極管D2的陰極與微控制器1相接，所述發光二極管D2的陽極經電阻R5與+5V電源輸出端相接;所述第三指示燈電路4-2包括發光二極管D3,所述發光二極管D3的陰極與微控制器1相接，所述發光二極管D3的陽極經電阻R6與+5V電源輸出端相接;所述第四指示燈電路5-4包括發光二極管D4,所述發光二極管D4的陰極與微控制器1相接，所述發光二極管D4的陽極經電阻R7與+5V電源輸出端相接。 [〇〇37]本實施例中，所述液晶顯示電路7為LCD1602顯示屏。
[0038]本實施例中，所述微控制器1包括AT89S52單片機。
[0039]本實用新型使用時，通過按鍵操作電路6預先設定溫度閾值、油壓閾值、閘瓦間隙閾值和制動力矩閾值，溫度傳感器2-1實時監測采煤機液壓制動的工作溫度并將采集到的溫度值發送至微控制器1，壓力傳感器3-1實時監測采煤機液壓制動的油壓并將采集到的油壓信號送入第一 A/D轉換電路3-2,第一 A/D轉換電路3-2將采集到的油壓模擬信號轉換為油壓數字信號，并將轉換后的油壓數字信號發送至微控制器1，電渦流傳感器4-1實時監測閘瓦間隙并將采集到的閘瓦間隙發送至微控制器1，應變片全橋電路模塊5-1實時監測制動力矩并將采集到的制動力矩信號送入放大電路5-2,同時微控制器1控制放大電路5-2的工作狀態，經過放大電路5-2的處理轉換為第二A/D轉換電路5-3可接受的電壓輸入范圍后送入第二A/D轉換電路5-3中，第二A/D轉換電路5-3將采集到的制動力矩模擬信號轉換為制動力矩數字信號，并將轉換后的制動力矩數字信號發送至微控制器1，微控制器1將接收到的溫度值、油壓數字信號、閘瓦間隙和制動力矩數字信號分別于預先設定的溫度閾值、油壓閾值、閘瓦間隙閾值和制動力矩閾值進行比較，另外，液晶顯示電路7能夠對溫度值、油壓數字信號、閘瓦間隙和制動力矩數字信號進行實時顯示，方便查看，實現對采煤機液壓制動的參數監測；當溫度傳感器2-1采集到的溫度值大于先設定的溫度閾值時，微控制器1控制第一指示燈電路2-2進行閃爍，用于指示采煤機液壓制動的工作溫度不正常，同時通過報警電路 8進行聲音提示，以便工作人員進行檢修；當微控制器1接收到的油壓數字信號低于油壓閾值時，微控制器1控制第二指示燈電路3-3進行閃爍，用于指示采煤機液壓制動中的油壓偏低，同時通過報警電路8進行聲音提示，以便工作人員進行補充油；當電渦流傳感器4-1采集到的閘瓦間隙大于預先設定的閘瓦間隙閾值時，微控制器1控制第三指示燈電路4-2進行閃爍，用于指示采煤機液壓制動中的閘瓦間隙大，同時通過報警電路8進行聲音提示，以便工作人員進行更換閘瓦，防止閘瓦磨損嚴重造成事故；當微控制器1接收到的制動力矩數字信號小于預先設定的制動力矩閾值時，微控制器1控制第四指示燈電路5-4進行閃爍，用于指示采煤機液壓制動中的制動力矩小，同時通過報警電路8進行聲音提示，以便工作人員對采煤機中的制動力矩進行調整，防止制動油路故障造成液壓損壞引起采煤機的溜坡，使工作人員提前對采煤機可能出現的問題有所預防或在出現問題后能夠及時了解問題所在，保證采煤機液壓制動的連續運行和快速檢修處理，避免采煤機停機維修，提高生產效率。
[0040]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:包括微控制器(1)和采煤機液壓制動數據監 測單元，所述采煤機液壓制動數據監測單元包括用于監測采煤機液壓制動工作溫度的溫度 監測單元、用于監測采煤機液壓制動油壓的液壓監測單元、用于監測采煤機液壓制動閘瓦 間隙的閘間隙監測單元和用于監測采煤機液壓制動力矩的正壓力監測單元，所述微控制器 (1)的輸入端接有用于參數設置的按鍵操作電路(6)，所述微控制器(1)的輸出端接有報警 電路(8)和液晶顯示電路(7)，所述溫度監測單元包括溫度傳感器(2-1)和用于指示工作溫 度狀態的第一指示燈電路(2-2)，所述液壓監測單元包括壓力傳感器(3-1)、與壓力傳感器 (3-1)輸出端相接的第一 A/D轉換電路(3-2)和用于指示油壓狀態的第二指示燈電路(3-3)， 所述閘間隙監測單元包括電渦流傳感器(4-1)和用于指示閘瓦間隙狀態的第三指示燈電路 (4-2)，所述正壓力監測單元包括正壓力檢測模塊和用于指示制動力矩狀態的第四指示燈 電路(5-4)，所述正壓力檢測模塊包括依次相接的應變片全橋電路模塊(5-1)、放大電路(5-2)和第二A/D轉換電路(5-3)，所述溫度傳感器(2-1)、第一 A/D轉換電路(3-2)、電渦流傳感 器(4-1)和第二A/D轉換電路(5-3)的輸出端均與微控制器(1)的輸入端相接，所述第一指示 燈電路(2-2)、第二指示燈電路(3-3)、第三指示燈電路(4-2)、第四指示燈電路(5-4)和放大 電路(5-2)的輸入端均與微控制器(1)的輸出端相接。2.按照權利要求1所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述溫度傳感器(2-1)包括傳感器DS18B20。3.按照權利要求1或2所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述壓力傳感器 (3-1)為⑶P40壓力傳感器;所述第一 A/D轉換電路(3-2)包括型號為ADC0832的芯片A1，所述 芯片A1的CHO引腳與GDP40壓力傳感器的SIG引腳相接，所述芯片A1的D1引腳和DO引腳的連 接端與微控制器(1)相接，所述芯片A1的CLK引腳和CS引腳均與微控制器(1)相接。4.按照權利要求1或2所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述電渦流傳感 器(4-1)為INA-081電渦流傳感器。5.按照權利要求1或2所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述應變片全橋 電路模塊(5-1)為KH-5-350-G4應變片模塊；所述放大電路(5-2)包括芯片LF398和運放 0P07，所述芯片LF398的IN引腳與KH-5-350-G4應變片模塊的lout引腳相接，所述芯片LF398 的0V引腳與滑動電阻R10的一個固定端相接，所述滑動電阻R10的另一個固定端經電阻R11 接地，所述滑動電阻R10的滑動端與+15V電源輸出端相接，所述芯片LF398的LR引腳經電容 C4與芯片LF398的CH引腳相接，所述芯片LF398的L引腳與微控制器(1)相接，所述芯片LF398 的OUT引腳經電阻R8與運放0P07的同相輸入端相接，所述運放0P07的反相輸入端分兩路，一 路經電阻R9接地，另一路經電阻R12與運放0P07的輸出端相接。6.按照權利要求5所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述第二A/D轉換電 路(5-3)包括型號為ADC0832的芯片A2,所述芯片A2的DO引腳與D1引腳的連接端、CS引腳和 CLK引腳均與微控制器(1)相接，所述芯片A2的CH0引腳與運放0P07的輸出端相接。7.按照權利要求1或2所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述第一指示燈 電路(2-2)包括發光二極管D1，所述發光二極管D1的陰極與微控制器(1)相接，所述發光二 極管D1的陽極經電阻R4與+5V電源輸出端相接;所述第二指示燈電路(3-3)包括發光二極管 D2,所述發光二極管D2的陰極與微控制器(1)相接，所述發光二極管D2的陽極經電阻R5與+ 5V電源輸出端相接;所述第三指示燈電路(4-2)包括發光二極管D3,所述發光二極管D3的陰極與微控制器(1)相接，所述發光二極管D3的陽極經電阻R6與+5V電源輸出端相接;所述第 四指示燈電路(5-4)包括發光二極管D4,所述發光二極管D4的陰極與微控制器(1)相接，所 述發光二極管D4的陽極經電阻R7與+5V電源輸出端相接。8.按照權利要求1或2所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述液晶顯示電 路(7)為LCD1602顯示屏。9.按照權利要求1或2所述的采煤機液壓制動監測裝置，其特征在于:所述微控制器(1) 包括AT89S52單片機。
【文檔編號】G05B19/042GK205608462SQ201620410724
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】馬憲民, 范文玲, 何凱, 劉宇欣, 楊潔, 張興, 孫森
【申請人】西安科技大學