矿车销轴联接器变形实时监测装置的制作方法

本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种矿车销轴联接器变形实时监测装置。

背景技术：

矿用提升系统是矿山生产过程中一个重要组成部分。掘进施工中货物运输是整个掘进施工的主要工序,对于上山掘进巷道其货物运输工作量占整个工程的50%以上。而超过16°以上的上山掘进施工不宜使用胶带运输机运输货物，其运营成本高、皮带经常打滑等问题。同时矿车运输具有长距离运输时运行成本低，通风阻力小等优点。但是在使用矿车运输货物时,使用矿车运输安全风险大,且工作效率低。其中斜井轨道提升系统在运行过程中跑车事故发生的频率较高。

斜井轨道跑车事故，主要是指斜井上部车场或在斜坡道上，车辆脱离机械牵引装置后，在自重力作用下冲入井下的情况。脱轨跑车事故的危害相当严重，轻者撞坏井筒和巷道的电缆、风管、水管等设施外，重者有把作业人员撞伤或撞死的伤亡事故发生。

现行矿车在运输过程中存在以下不足：（1）由于矿车联接器组件容易发生断裂，缺乏有效监测联接器变形或断裂的装置；（2）针对联接器断裂引起的轨道跑车，缺少预警装置，实时提醒工人远离矿车；（3）针对预警的矿车，无法及时控制其行驶速度，使其缓慢停止；（4）针对传统防跑车护栏防护效率低、挡车栏外区域无能为力，无法实现智能制动。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种矿车销轴联接器变形实时监测装置，通过毫米波雷达传感器监测联接器的形变，当形变率超过5%时，预警系统响应产生预警信号，提醒工人及时更换联接器装置或躲避矿车。同时，制动装置控制矿车速度，直至矿车安全停靠为止。矿车停靠后，制动装置抱紧矿车车轮，防止矿车下滑，避免再次伤亡事故的发生。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：矿车销轴联接器变形实时监测装置，矿车包括车厢、车架、车轮和车轴，车厢置于车架上，车架车轮设有四个，车轴设有两根，两根车轴均固定设置在车架上，每根车轴两端均安装有一个车轮，车架前端部固定设有前侧、左侧和右侧均敞口的u型连接架，车架后端部固定设有连接板，前部一个矿车的连接板伸入到后部一个矿车的u型连接架内并通过竖向插设的销轴联接器串联为一体，所述的实时监测装置包括毫米波雷达传感器、控制装置、预警装置、支架和车轮制动器，控制装置和预警装置安装在车厢前侧面，毫米波雷达传感器安装在支架上，支架安装在u型连接架内部后侧，车轮制动器安装车轮上，控制装置通过防火防爆电缆分别和预警装置、车轮制动器和毫米波雷达传感器相连，毫米波雷达传感器发射毫米波的线路沿前后水平方向并与销轴联接器的中心线垂直交叉。

支架和毫米波雷达传感器均设有三个，支架包括竖板，竖板通过螺栓连接到u型连接架内部后侧，毫米波雷达传感器后侧通过沉头螺钉安装在竖板前侧面，三个毫米波雷达传感器自上而下均匀间隔布置。

控制装置包括防爆壳体，防爆壳体内设有dcs、处理器和电源，电源为dcs和处理器供电，dcs用于分析处理毫米波雷达传感器获取的模拟信号，并将处理结果转变成数字信号输出至处理器，处理器用于对dcs发送的数字信号进行比对分析并将分析结果传输给dcs，dcs根据处理器的分析结果信息决定是否向预警装置和车轮制动器分别发出预警指令和制动指令。

预警装置为防爆型的声光警报器。

采用上述技术方案，矿车销轴联接器变形实时监测装置的监测方法，包括以下步骤：

（1）将预警装置和控制装置的防爆壳体均通过螺钉安装到车厢前侧面，将预装上毫米波雷达传感器的竖板安装到u型连接架内部后侧并通过螺栓固定连接，对应连接上各条防火防爆电缆；

（2）调整三个毫米波雷达传感器的发射毫米波的线路，使发射毫米波的线路沿前后水平方向并与销轴联接器的中心线垂直交叉，三个毫米波雷达传感器分别测量与销轴联接器的距离；

（3）在矿车的车轮沿轨道运输物料过程中，三个毫米波雷达传感器将测量与销轴联接器的距离信息转变为模拟信号通过防火防爆电缆发送至dcs；

（4）dcs分析处理毫米波雷达传感器获取的模拟信号，并将处理结果转变成数字信号d1、d2、d3输出至处理器；

（4）处理器对dcs发送的数字信号进行比对分析，分别记录为ε1=（d1-d2）/d3、ε2=（d1-d3）/d1、ε3=（d2-d3）/d2；

（5）若对比数据之后，销轴联接器的形变量ε1、ε2、ε3的绝对值均大于或等于5%时，dcs根据处理器的报警指令、制动指令分别触发预警装置和车轮制动器，预警装置发出声光报警信号，提醒工人远离矿车，同时提醒维修工尽快到达报警地点，同时车轮制动器对车轮进行制动。处理器的制动装置和预警装置同时作用，但互不关联；

（6）车轮制动器将车轮制动后，这列矿车缓慢停靠、锁死，施工人员将变形的销轴联接器更换新的销轴联接器；

（7）重复（3）-（6）步骤，三个毫米波雷达传感器重新对新的矿车联接器进行监测。

本实用新型具有以下技术效果：

1.本实用新型提出的是基于毫米波雷达传感器的销轴联接器变形或断裂检测装置，通过对比销轴联接器三个不同位置毫米波雷达传感器测量的有效距离，判断销轴联接器是否变形或断裂，实现有效监测销轴联接器变形和断裂；

2.当监测到销轴联接器出现微量变形后，可以实时提醒工人远离矿车，避免伤亡事故的发生，同时提醒维修工尽快赶到报警地点，对变形的销轴联接器进行更换；

3.车轮制动器通过和控制装置的连接，当监测销轴联接器变形时，可以有效控制矿车速度，直至矿车停下为止，实现智能制动。

4.在车厢前侧最好设置将控制装置和预警装置罩住的防护罩壳，以防止矿车装卸物料时损伤控制装置和预警装置。防护罩壳上开设有透孔，用于报警信号发出。

综上所述，本实用新型原理科学，结构简单，在现有矿车上均可加装，可以有效控制煤矿跑车事故，可减少煤矿不必要的财产损失和伤亡事故。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中a处的放大图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的矿车销轴联接器变形实时监测装置，矿车包括车厢1、车架2、车轮3和车轴4，车厢1置于车架2上，车架2车轮3设有四个，车轴4设有两根，两根车轴4均固定设置在车架2上，每根车轴4两端均安装有一个车轮3，车架2前端部固定设有前侧、左侧和右侧均敞口的u型连接架5，车架2后端部固定设有连接板6，前部一个矿车的连接板6伸入到后部一个矿车的u型连接架5内并通过竖向插设的销轴联接器7串联为一体，所述的实时监测装置包括毫米波雷达传感器8、控制装置9、预警装置10、支架12和车轮制动器11，控制装置9和预警装置10安装在车厢1前侧面，毫米波雷达传感器8安装在支架12上，支架12安装在u型连接架5内部后侧，车轮制动器11安装车轮3上，控制装置9通过防火防爆电缆分别和预警装置10、车轮制动器11和毫米波雷达传感器8相连，毫米波雷达传感器8发射毫米波的线路沿前后水平方向并与销轴联接器7的中心线垂直交叉。

支架12和毫米波雷达传感器8均设有三个，支架12包括竖板13，竖板13通过螺栓14连接到u型连接架5内部后侧，毫米波雷达传感器8后侧通过沉头螺钉安装在竖板13前侧面，三个毫米波雷达传感器8自上而下均匀间隔布置。

控制装置9包括防爆壳体，防爆壳体内设有dcs、处理器和电源，电源为dcs和处理器供电，dcs用于分析处理毫米波雷达传感器8获取的模拟信号，并将处理结果转变成数字信号输出至处理器，处理器用于对dcs发送的数字信号进行比对分析并将分析结果传输给dcs，dcs根据处理器的分析结果信息决定是否向预警装置10和车轮制动器11分别发出预警指令和制动指令。

预警装置10为防爆型的声光警报器。

矿车销轴联接器7变形实时监测装置的监测方法，包括以下步骤：

（1）将预警装置10和控制装置9的防爆壳体均通过螺钉安装到车厢1前侧面，将预装上毫米波雷达传感器8的竖板13安装到u型连接架5内部后侧并通过螺栓14固定连接，对应连接上各条防火防爆电缆；

（2）调整三个毫米波雷达传感器8的发射毫米波的线路，使发射毫米波的线路沿前后水平方向并与销轴联接器7的中心线垂直交叉，三个毫米波雷达传感器8分别测量与销轴联接器7的距离；

（3）在矿车的车轮3沿轨道运输物料过程中，三个毫米波雷达传感器8将测量与销轴联接器7的距离信息转变为模拟信号通过防火防爆电缆发送至dcs；

（4）dcs分析处理毫米波雷达传感器8获取的模拟信号，并将处理结果转变成数字信号d1、d2、d3输出至处理器；

（4）处理器对dcs发送的数字信号进行比对分析，分别记录为ε1=（d1-d2）/d3、ε2=（d1-d3）/d1、ε3=（d2-d3）/d2；

（5）若对比数据之后，销轴联接器7的形变量ε1、ε2、ε3的绝对值均大于或等于5%时，dcs根据处理器的报警指令、制动指令分别触发预警装置10和车轮制动器11，预警装置10发出声光报警信号，提醒工人远离矿车，同时提醒维修工尽快到达报警地点，同时车轮制动器11对车轮3进行制动；处理器对车轮制动器11和预警装置10同时作用，但互不关联；

（6）车轮制动器11将车轮3制动后，这列矿车缓慢停靠、锁死，施工人员将变形的销轴联接器7更换新的销轴联接器7；

（7）重复（3）-（6）步骤，三个毫米波雷达传感器8重新对新的矿车联接器进行监测。

需要着重指出的是，本实用新型中涉及到的控制装置9、毫米波雷达传感器8、预警装置10和车轮制动器11均在市场上可购置，其运行控制过程不需要新的计算机程序。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。