一种斜井箕斗掉道自动检测装置及箕斗系统的制作方法

1.本发明涉及电控装置技术领域，尤其涉及一种斜井箕斗掉道自动检测装置及箕斗系统。


背景技术：

2.箕斗是矿井中的运输工具，由于复杂的工况，时常会有掉道的情况发生。根据大部分斜井箕斗掉道情况分析，引起掉道的原因主要有：1、运输轨道上有碎石或杂物；2、箕斗轮子磨损严重或轮子与本身的链接机械结构损坏；3、道床铺设的水平度与直线度不符合要求。基于这种情况提出了掉道检测技术。
3.传统的掉道检测方法包括如下几种：
4.箕斗下放时掉道，由于车轮与轨道或地面强烈挤压产生很大的摩擦阻力，导致箕斗卡死不动或箕斗移动速度小于滚筒的速度，从而使钢丝绳松弛，出发相应的松绳保护开开关动作。
5.箕斗上提时掉道，也因为受到车轮与轨道或地面的挤压产生的摩擦力影响，
6.导致提升机电机的负载增大，进一步表现为电机的转矩突然增大。在控制系统里面编制相应的电流检测程序，设置合适的电流检测阀值，当电机电流超过设定值后，系统认定过载而报出故障。此方法所设阀值不能太小，太小时会误报导致频繁跳闸，设置过大时有时起不到保护作用。
7.箕斗下放掉道或者上提掉道，还可采用检测电流\转矩变化率的方式来判断。在特定的运行区域，通过plc的程序算法，实时监控电机的电流\转矩变化率。当箕斗没有掉道时，其电流\转矩的变化率是一个随着箕斗位置实时变化的接近线性数据；当箕斗掉道后，在掉道的一瞬间，提升机主电机的电流\转矩的变化率会有一个比较大的数据，当此数据超出设定值后，即认为箕斗掉道。
8.传统检测方法的优点为不需要增加任何额外的硬件，成本比较低；同时缺点也比较明显，比如：箕斗下放掉道后，如果移动速度没有比较大的减小，则短时间内不会触发松绳保护动作；箕斗上提时掉道，如果本次箕斗装载量较少，则电机电流的增大不能满足保护值的要求，从而报不出故障等。因此，现有的传统箕斗掉道检测方法检测精度较低，不能及时发现掉道情况。


技术实现要素：

9.本发明提供了一种斜井箕斗掉道自动检测装置及箕斗系统，以解决现有的箕斗掉道检测精度较低的问题。
10.第一方面，提供了一种斜井箕斗掉道自动检测装置，包括设置于箕斗的四个轮子内侧且位于轨道正上方的四个激光测距传感器、设置于箕斗上的车载无线信号发送装置、沿斜井间隔设置的多个无线信号接收模块以及掉道检测控制器；
11.所述四个激光测距传感器均与所述车载无线信号发送装置连接；多个所述无线信
号接收模块与所述掉道检测控制器通信连接；
12.所述四个激光测距传感器均用于检测其与轨道的距离并输出传输至所述车载无线信号发送装置；
13.所述车载无线信号发送装置用于将接收的距离数据无线发送至所述无线信号接收模块；
14.所述无线信号接收模块用于将接收的距离数据发送至所述掉道检测控制器；
15.所述掉道检测控制器用于接收距离数据并与预设阈值进行比对，当接收的距离数据超过预设阈值时，发出报警信号。
16.箕斗在轨道上正常运行时，激光测距传感器与轨道之间的距离稳定在一定范围内，当出现轮子掉道或掉轮现象时，对应位置的激光测距传感器与轨道之间的距离将会超出这一范围。基于这一原理，通过激光测距传感器采集其与轨道的距离值并与预设阈值进行比对，即可判断出是否存在掉道或掉轮现象，该检测方案以距离为判断依据，实时性高，检测结果精度高。
17.进一步地，所述四个激光测距传感器均通过传感器支架固设于箕斗的四个轮子内侧，所述四个激光测距传感器均通过电缆与所述车载无线信号发送装置连接。
18.进一步地，所述车载无线信号发送装置包括距离信号处理控制器、无线信号发送模块、电池；所述无线信号发送模块与所述距离信号处理控制器通信连接，所述距离信号处理控制器、无线信号发送模块均与所述电池电连接。
19.电池为距离信号处理控制器、无线信号发送模块供电，距离信号处理控制器对激光测距传感器传输的距离信号进行处理后通过无线信号发送模块发送给无线信号接收模块。车载无线信号发送装置通过采用防震缓冲垫的安装方式安装于箕斗上。
20.进一步地，多个所述无线信号接收模块均通过光纤网络与所述掉道检测控制器通信连接。采用光纤网络，传输速度快，能及时发现掉道事故，实时性好。
21.进一步地，所述光纤网络包括单模光纤及与所述单模光纤两端连接光纤收发器。
22.进一步地，相邻的所述无线信号接收模块之间的间距为40～60m。
23.进一步地，所述四个激光测距传感器的感应距离均不低于25mm。
24.进一步地，所述掉道检测控制器还与提升机的提升机控制器通信连接；所述掉道检测控制器还用于在检测到发生掉道时向所述提升机控制器发出报警信号；所述提升机控制器用于在接收到报警信号时控制提升机停机。掉道检测控制器与提升机控制器通信连接，可实现检测出掉道事故时，提升机立即紧急停车，避免事故扩大化。
25.进一步地，所述掉道检测控制器还用于实时从所述提升机控制器获取提升机的行程量，并输出发生掉道的位置，还用于输出行程量与检测的距离的对应统计表，进行掉道预防分析。
26.当检测到发生掉道事故时，获取此时提升机的行程量，即可确定发生掉道事故的位置。通过统计每次行程量与检测的距离的对应关系，当某一行程区域对应的距离多次保持靠近预设阈值的端值，则说明存在掉道风险，可提醒工作人员提前进行检修，预防发生掉道事故，减少了掉道次数。
27.第二方面，提供了一种箕斗系统，包括提升机、钢丝绳、箕斗，所述提升机通过钢丝绳与所述箕斗连接，还包括如上所述的斜井箕斗掉道自动检测装置。该箕斗系统自带掉道
检测功能，当出现掉道情况时，可及时控制提升机紧急停车，避免事故扩大。
28.有益效果
29.本发明提出了一种斜井箕斗掉道自动检测装置及箕斗系统，箕斗在轨道上正常运行时，激光测距传感器与轨道之间的距离稳定在一定范围内，当出现轮子掉道或掉轮现象时，对应位置的激光测距传感器与轨道之间的距离将会超出这一范围。基于这一原理，通过激光测距传感器采集其与轨道的距离值并与预设阈值进行比对，即可判断出是否存在掉道或掉轮现象，该检测方案以距离为判断依据，实时性高，检测结果精度高，能及时准确检测掉道事故，以便及时停车，避免事故扩大，进一步提高了斜井箕斗运行安全。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明实施例提供的斜井箕斗掉道自动检测装置结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的斜井箕斗掉道自动检测装置电气控制原理图。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
34.实施例1
35.如图1和图2所示，本实施例提供了一种斜井箕斗掉道自动检测装置，包括设置于箕斗5的四个轮子6内侧且位于轨道正上方的四个激光测距传感器1、设置于箕斗5上的车载无线信号发送装置2、沿斜井间隔设置的多个无线信号接收模块3以及掉道检测控制器7；
36.所述四个激光测距传感器1均与所述车载无线信号发送装置2连接；多个所述无线信号接收模块3与所述掉道检测控制器7通信连接；
37.所述四个激光测距传感器1均用于检测其与轨道的距离并输出传输至所述车载无线信号发送装置2；
38.所述车载无线信号发送装置2用于将接收的距离数据无线发送至所述无线信号接收模块3；
39.所述无线信号接收模块3用于将接收的距离数据发送至所述掉道检测控制器7；
40.所述掉道检测控制器7用于接收距离数据并与预设阈值进行比对，当接收的距离数据超过预设阈值时，发出报警信号。
41.箕斗5在轨道上正常运行时，激光测距传感器4与轨道之间的距离稳定在一定范围内，偏差不会太大，当出现轮子掉道或掉轮现象时，对应位置的激光测距传感器1与轨道之间的距离将会超出这一范围。基于这一原理，通过激光测距传感器1采集其与轨道的距离值并与预设阈值进行比对，即可判断出是否存在掉道或掉轮现象，该检测方案以距离为判断
依据，实时性高，检测结果精度高；该检测装置能够及时准确发出相关的报警信号，提醒维护人员对轨道进行清理和维修。
42.具体地，所述四个激光测距传感器1均通过传感器支架4固设于箕斗5的四个轮子6内侧，所述四个激光测距传感器1均通过电缆与所述车载无线信号发送装置2连接。所述四个激光测距传感器1的感应距离均不低于25mm，防护等级不低于ip67。
43.其中，所述车载无线信号发送装置2包括距离信号处理控制器、无线信号发送模块、电池；所述无线信号发送模块与所述距离信号处理控制器通信连接，所述距离信号处理控制器、无线信号发送模块均与所述电池电连接。
44.电池为距离信号处理控制器、无线信号发送模块供电，距离信号处理控制器对激光测距传感器传输的距离信号进行处理后通过无线信号发送模块发送给无线信号接收模块。车载无线信号发送装置通过采用防震缓冲垫的安装方式安装于箕斗上。无线信号发送模块与无线信号接收模块之间的通信科采用距离lora扩频无线数据通信技术、远距离无线数字音视频传输技术、边缘计算等先进技术，保证通讯的快速性和稳定性。
45.本实施例中，多个所述无线信号接收模块3均通过光纤网络与所述掉道检测控制器7通信连接。所述光纤网络包括单模光纤及与所述单模光纤两端连接光纤收发器。采用光纤网络，传输速度快，能及时发现掉道事故，实时性好。相邻的所述无线信号接收模块3之间的间距为40～60m，本实施例中优选50m。
46.优选地，所述掉道检测控制器7还与提升机的提升机控制器8通信连接；所述掉道检测控制器7还用于在检测到发生掉道时向所述提升机控制器8发出报警信号；所述提升机控制器8用于在接收到报警信号时控制提升机停机。掉道检测控制器7与提升机控制器8通信连接，可实现检测出掉道事故时，提升机立即紧急停车，避免事故扩大化。
47.进一步地，所述掉道检测控制器7还用于实时从所述提升机控制器8获取提升机的行程量，并输出发生掉道的位置，还用于输出行程量与检测的距离的对应统计表，进行掉道预防分析。当检测到发生掉道事故时，获取此时提升机的行程量，即可确定发生掉道事故的位置。通过统计每次行程量与检测的距离的对应关系，当某一行程区域对应的距离多次保持靠近预设阈值的端值，则说明存在掉道风险，可提醒工作人员提前进行检修，预防发生掉道事故，减少了掉道次数。
48.实施例2
49.本实施例提供了一种箕斗系统，包括提升机、钢丝绳、箕斗，所述提升机通过钢丝绳与所述箕斗连接，还包括如上所述的斜井箕斗掉道自动检测装置。该箕斗系统自带掉道检测功能，当出现掉道情况时，可及时控制提升机紧急停车，避免事故扩大。提升机及箕斗的具体结构均为现有技术，在此不再进行赘述。
50.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
51.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。