本发明涉及煤矿机械设备领域，具体涉及一种矿用单轨机车智能操控与保护系统。
背景技术：
煤炭是我国重要的能源之一，随着煤矿工业的发展和矿井下自动化水平的提高，对煤矿运输设备的要求也越来越高。单轨机车在煤矿辅助运输领域发挥极大的作用。目前矿用单轨机车的操作控制通常采用液压控制方式，然后在设备上叠加矿用保护装置，保护装置和操控装置简单组合在一起以实现对矿用单轨机车的操控与保护，此种方式造成矿用单轨机车上液压胶管种类繁多，管路复杂，保护装置和控制装置无法有机融合，系统集成度较低，整体比较臃肿，系统安装及使用均比较麻烦，系统运维成本较高且运行时系统易出故障的点较多，可靠性不佳。
技术实现要素：
本发明的目的是：针对现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、成本较低、布设方便、易于操控且可靠性好的矿用单轨机车智能操控与保护系统。
本发明的技术方案是：本发明的矿用单轨机车智能操控与保护系统，其结构特点是：包括设于矿用单轨机车车身上的控制装置、保护装置和电源装置，以及设于矿用单轨机车驾驶室内的操作装置和显示装置；
上述保护装置与控制装置双向信号电连接；控制装置通过1根总线与操作装置和显示装置双向信号电连接；操作装置与显示装置双向信号电连接；其中：
操作装置，用于单轨机车驾驶员手动操控；
保护装置，用于实时监测单轨机车的状态参数信息并发送给控制装置；
控制装置，用于根据接收的操作装置及保护装置发送的信号对单轨机车实施操控；显示装置，用于对操控及监测信息进行实时显示；
电源装置，用于为系统提供工作电源。
进一步的方案是：上述控制装置包括cpu模块、第一通信模块、继电器组、电磁阀组和声光元件组；
上述cpu模块与第一通信模块双向信号电连接；继电器组与cpu模块电连接；电磁阀组和声光元件组分别与继电器组电连接；其中，第一通信模块，用于控制装置与保护装置、操作装置及显示装置间的通信；cpu模块，用于对操作及保护监测信号进行处理并发出相应的控制指令；继电器组，用于根据cpu模块的指令接通或断开相应的电磁阀组中相应的电磁阀和/或声光元件组中相应的声光元件，实现单轨机车相应的动作和/或声光报警。
进一步的方案是：上述电磁阀组包括用于控制单轨机车的启动、刹车、加速、减速、熄火的电磁阀；声光元件组包括报警用的蜂鸣器及指示灯组。
进一步的方案是：上述保护装置包括单片机模块、信号采集模块、传感器组和第二通信模块；
上述信号采集模块与传感器组的各传感器电连接；单片机模块与信号采集模块电连接；单片机模块与第二通信模块双向信号电连接；保护装置通过第二通信模块与控制装置通信；上述传感器组包括用于监测单轨机车发动机表面温度、冷却水温度、排放气体温度、油温、冷却水箱液位、机油压力、制动压力、驱动压力、环境甲烷浓度、发动机转速以及车速的温度、压力、液位、瓦斯、速度传感器。
进一步的方案是：上述操作装置包括单片机控制模块、按键模块、手柄和第三通信模块；
上述单片机控制模块分别与按键模块和手柄信号电连接；单片机控制模块与第三通信模块双向信号电连接；上述按键模块包括上电、断电、启动、刹车、熄火、喇叭操作按钮；上述手柄用于发出单轨机车的前进、后退、加速、减速和停车控制指令；操作装置由其第三通信模块与上述控制装置及显示装置通信。
本发明具有积极的效果：（1）本发明的矿用单轨机车智能操控与保护系统，改变了传统矿用单轨机车操控设备复杂的液压管路连接以及操控与保护系统的简单叠加模式，其通过整体结构设计，将矿用单轨机车的操控与保护系统集成为一个有机的整体，系统操控方便简单、故障率低、可靠性好。（2）本发明的矿用单轨机车智能操控与保护系统，较之于现有技术，集成度高，布设方便且成本更低。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中的控制装置的结构框图；
图3为图1中的保护装置的结构框图；
图4为图1中的操作装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
（实施例1）
见图1，本实施例的矿用单轨机车智能操控与保护系统，其主要由控制装置、保护装置、操作装置、显示装置和电源装置组成。
控制装置、保护装置和电源装置设于矿用单轨机车的车身上，操作装置和显示装置设于矿用单轨机车的驾驶室内；保护装置与控制装置双向信号电连接；控制装置通过1根总线与操作装置和显示装置双向信号电连接；操作装置与显示装置双向信号电连接；控制装置用于根据接收的操作装置及保护装置发送的信号对单轨机车实施操控；保护装置用于实时监测单轨机车的状态参数信息并发送给控制装置；操作装置用于单轨机车驾驶员手动操控；显示装置用于对操控及监测信息的实时显示；电源装置为系统提供工作电源。
参见图2，控制装置主要由cpu模块、第一通信模块、继电器组、电磁阀组和声光元件组构成。
cpu模块与第一通信模块双向信号电连接；继电器组与cpu模块的控制信号输出端电连接；电磁阀组和声光元件组分别与继电器组电连接；第一通信模块用于控制装置与保护装置、操作装置及显示装置间的通信；cpu模块，用于对操作及保护监测信号进行处理并发出相应的控制指令；继电器组，用于根据cpu模块的指令接通或断开相应的电磁阀组中相应的电磁阀和/或声光元件组中相应的声光元件，实现单轨机车相应的动作和/或声光报警。电磁阀组包括用于控制单轨机车的启动、刹车、加速、减速、熄火等电磁阀；声光元件组包括报警用的蜂鸣器及指示灯组。
参见图3，保护装置主要由单片机模块、信号采集模块、传感器组和第二通信模块组成。
信号采集模块与传感器组的各传感器电连接；单片机模块与信号采集模块电连接；单片机模块与第二通信模块双向信号电连接；保护装置通过第二通信模块与控制装置的第一通信模块通信；传感器组包括温度、压力、液位、瓦斯、速度传感器；传感器组中各传感器相应监测单轨机车发动机表面温度、冷却水温度、排放气体温度、油温、冷却水箱液位、机油压力、制动压力、驱动压力、环境甲烷浓度、发动机转速、车速等参数；信号采集模块采集传感器组各传感器的监测信息并发送给单片机模块，由单片机模块经第二通信模块发送给控制装置。
参见图4，操作装置主要由单片机控制模块、按键模块、手柄和第三通信模块组成。
单片机控制模块分别与按键模块和手柄信号电连接；单片机控制模块与第三通信模块双向信号电连接；按键模块包括上电、断电、启动、刹车、熄火、喇叭等操作按钮；手柄用于发出单轨机车的前进、后退、加速、减速和停车控制指令；操作装置通过其第三通信模块与控制装置及显示装置通信。
显示装置包括显示屏，用于保护装置的监测信息及操作装置的操作信息的显示。
本实施例的矿用单轨机车智能操控与保护系统（后述简称系统），其在使用时的工作过程简述如下：
驾驶员通过旋转操作装置的上电按钮，使得系统通电工作，保护装置进行系统自检以检测传感器信息是否正常，自检完成后在显示装置的显示屏上显示自检信息。驾驶员看到自检完成后，按下操作装置的按键模块中的启动按钮，启动单轨机车的发动机，通过手柄来发送机车的前进、后退、加速、减速及停车的控制指令；操作装置的所有操作指令通过总线传输给控制装置，由控制装置的cpu模块通过继电器组中相应的继电器控制相应的电磁阀实现相应的动作；运行过程中，保护装置的传感器组中的各传感器进行实时监测，监测信息由保护装置发送给控制装置，控制装置一方面将监测信息发送显示装置进行显示，另一方面将各监测信号与内置的对应参数的报警阈值进行比较，超限时控制装置一方面通过声光元件报警，另一方面驱动熄火电磁阀动作，停机熄火，以保证安全。
综上所述，本发明的矿用单轨机车智能操控与保护系统，改变了传统矿用单轨机车操控设备复杂的液压管路连接以及操控与保护系统的简单叠加模式，其通过整体结构设计，将矿用单轨机车的操控与保护系统集成为一个有机的整体，系统操控方便简单、故障率低、可靠性好；较之于现有技术，集成度高，布设方便且成本更低。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。