一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于矿井提升机用深度指示器技术领域，为解决现有矿井提升机深度指示器笨重、精度低、难以自动化控制的技术问题，提供了一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，包括安装在提升机主轴上的编码器、底座、电器驱动控制装置、壳体、立柱、伺服电机装置、保护行程开关、信号指示灯和指示面板，所述电器驱动控制装置安装在底座上，壳体安装在电器驱动控制装置上，壳体内纵向设置有立柱和伺服电机装置，立柱上纵向设置有保护行程开关，壳体外表面设置有信号指示灯和指示面板。采用本实用新型极大地提高了精度和生产效率，便于数字化、自动化、网络化控制，且大大降低了产品成本，具有极好的经济及实用价值。
【专利说明】
一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置
技术领域
[0001]本实用新型属于矿井提升机用深度指示器技术领域，具体涉及一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置。
【背景技术】
[0002]深度指示器是矿井提升机工作系统的重要关键部件，它的作用是:
[0003](I)、指示提升容器在井筒的实际运行位置；
[0004](2)、容器接近井口卸载位置和井底停车场时，发出减速信号，使提升机减速运行，到达停车点时发出停车信号，使提升机停车；
[0005](3)、当提升机过卷时，进行过卷保护；
[0006](4)、提升机深度指示器还可提供同步校正等信号。
[0007]由以上可知，深度指示器是矿井提升机安全运行中不可缺少且非常重要的关键部件，因此国家《煤矿安全规程》第428条规定，提升绞车必须装设深度指示器。我国矿井提升机现应用的深度指示器有直接测量式和间接测量式两大类，直接测量式如钢丝绳充磁式深度指示器由于成本高，抗干扰能力弱而没有得到推广，间接测量式主要有机械牌坊式、机电圆盘式、电气数字式三种。它们通过与主机传动机构机械直联或电气连接间接测量出提升容器在井筒的运行位置。其中机电圆盘式指示器原来大量用于小型绞车，由于指示不直接且故障率高，现已基本淘汰，在新建和技术改造后的矿井中已开始应用数字式深度指示器，它解决了机械牌坊式指示精度不高和圆盘式指示不直观的缺点，但由于尺寸小观察不方便，只是解决了设备控制和保护的问题，基本上作为机械牌坊式指示器的辅助冗余装置使用，绝大部分提升机依然采用机械牌坊式深度指示器，其优点是指示清楚、工作可靠、缺点是传动笨重，体积大、指示精度不高、不便于实现提升机远距离控制。因此开发一种既有原机械牌坊式深度指示器直观，又有数字深度指示器轻巧，便于控制及保护的多重优点的深度指示器很有必要。
【发明内容】
[0008]本实用新型为解决现有矿井提升机深度指示器笨重、精度低、难以自动化控制的技术问题，提供了一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置。
[0009]本实用新型采用的技术方案如下:
[0010]—种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，包括安装在提升机主轴上的编码器、底座、电器驱动控制装置、壳体、立柱、伺服电机装置、保护行程开关、信号指示灯和指示面板，所述电器驱动控制装置安装在底座上，壳体安装在电器驱动控制装置上，所述壳体为一长方体结构，包括左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和顶板，壳体内左侧板和右侧板上分别纵向设置一立柱，左侧板的立柱上设置有保护行程开关，所述保护行程开关包括上减速开关、上停车开关、上过卷开关、下减速开关、下停车开关和下过卷开关，所述上减速开关、上停车开关和上过卷开关由下至上依次安装在立柱的上部，下减速开关、下停车开关和下过卷开关由上至下依次安装在立柱的下部，壳体的顶板上安装有一轴承，壳体内部纵向设置伺服电机装置，伺服电机装置包括伺服电机、伺服电机丝杠和套装在伺服电机丝杠上的螺母，伺服电机丝杠的一端与伺服电机相连，另一端安装在顶板的轴承内，壳体的前侧板内表面纵向设置有便于螺母上下运动的滑槽，螺母设置在滑槽内，螺母上水平设置有指针，在螺母运行过程中，指针的端部可以碰触到保护行程开关;所述壳体左侧板和右侧板外表面上下端均分别设置有信号指示灯，上下端信号指示灯之间与保护行程开关相对应的位置设置指示面板，所述指示面板上纵向设置代表提升容器深度的刻度;所述电器驱动控制装置包括端子板、可编程控制器和减速电铃，所述减速电铃与可编程控制器通过导线相连，所述行程保护开关、信号指示灯、伺服电机、可编程控制器分别通过导线与端子板相连。
[0011]所述壳体右侧板的立柱上设置有深度指示器失效检测装置，伺服电机丝杠上固定套设有一圆环，圆环外表面上沿圆周等距安装磁块，所述磁块与深度指示器失效检测装置在同一水平面上，所述深度指示器失效检测装置通过导线与端子板相连。
[0012]所述提升机主轴上安装两个编码器。
[0013]所述伺服电机上设有通讯接口。
[0014]本实用新型的有益效果:本实用新型为利用伺服电机传动原理、可编程控制器技术及最新网络通讯技术而设计发明的一种全新原理及全新传动结构的全新型装置，本实用新型即保留了原牌坊深度指示器直观的优点，同时将原牌坊深度指示器笨重的机械传动装置变更为灵巧精致的电气传动装置，控制容易，精度提高，成本降低，最少能降低一半成本，且由于本实用新型是电气装置故制作时间大大减少，现场改造及安装时间也大大减少，提高了设备的生产效率，并且伺服电机便于实现智能控制，可以通过伺服电机的通信接口将深度指示器的实时运行情况远程监控，便于数字化、自动化、网络化控制，具有很好的经济价值及实用价值。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的主视图；
[0016]图2为本实用新型的侧视图；
[0017]图3为本实用新型内部结构示意图；
[0018]图4为伺服电机装置结构示意图；
[0019]图5为伺服电机控制流程图；
[0020]图6为编码器安装示意图；
[0021 ]图中:1-编码器，2-底座，3-电器驱动控制装置，4-壳体，5-立柱，6_信号指示灯，7_指示面板，8-上减速开关，9-上停车开关，10-上过卷开关，11-下减速开关，12-下停车开关，13-下过卷开关，14-轴承，15-伺服电机，16-伺服电机丝杠，17-螺母，18-指针，19-端子板，20-可编程控制器，21-减速电铃，22-深度指示器失效检测装置，23-圆环，24-磁块，25-传动轴。
【具体实施方式】
[0022]如图1、2、3所示，一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，包括安装在提升机主轴上的编码器1、底座2、电器驱动控制装置3、壳体4、立柱5、伺服电机装置、保护行程开关、信号指示灯6和指示面板7，所述电器驱动控制装置3安装在底座2上，壳体4安装在电器驱动控制装置3上，所述壳体4为一长方体结构，包括左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和顶板，壳体4内左侧板和右侧板上分别纵向设置一立柱5，左侧板的立柱5上设置有保护行程开关，所述保护行程开关包括上减速开关8、上停车开关9、上过卷开关10、下减速开关11、下停车开关12和下过卷开关13，所述上减速开关8、上停车开关9和上过卷开关10由下至上依次安装在立柱5的上部，下减速开关11、下停车开关12和下过卷开关13由上至下依次安装在立柱5的下部，壳体4的顶板上安装有一轴承14，壳体4内部纵向设置伺服电机装置，如图4所示，伺服电机装置包括伺服电机15、伺服电机丝杠16和套装在伺服电机丝杠16上的螺母17，伺服电机丝杠16的一端与伺服电机15相连，另一端安装在顶板的轴承14内，壳体4的前侧板内表面纵向设置有便于螺母17上下运动的滑槽，螺母17设置在滑槽内，螺母17上水平设置有指针18，在螺母17运行过程中，指针18的端部可以碰触到保护行程开关;所述壳体4左侧板和右侧板外表面上下端均分别设置有信号指示灯6，所述信号指示灯6包括工作电源、减速、到位和过卷指示灯，当分别的状况发生时，其相应的指示灯亮，表明相应的工作状态;上下端信号指示灯6之间与保护行程开关相对应的位置设置指示面板7，所述指示面板7上纵向设置代表提升容器深度的刻度;所述电器驱动控制装置3包括端子板19、可编程控制器20和减速电铃21，所述减速电铃21与可编程控制器20通过导线相连，所述行程保护开关、信号指示灯6、伺服电机15、可编程控制器20分别通过导线与端子板19相连。
[0023]所述壳体4右侧板的立柱5上设置有深度指示器失效检测装置22，伺服电机丝杠16上固定套设有一圆环23，圆环23外表面上沿圆周等距安装磁块24，所述磁块24与深度指示器失效检测装置22在同一水平面上，所述深度指示器失效检测装置22通过导线与端子板19相连，所述深度指示器失效检测装置22采用霍尔元件。当伺服电机15旋转时，固定在伺服电机丝杠16上的圆环23同步旋转，圆环23上等距离安装的磁块24受霍尔元件检测，当霍尔元件单位时间检测到的脉冲数没有或少于设定值时，可编程控制器20发出深度指示器失效信号，提升机减速后再安全制动。
[0024]深度指示器的行程采集装置由装在主轴上的两个编码器I完成，如图6所示，两个编码器I分别通过传动轴25安装在提升机主轴上，两个编码器互相备用，作为冗余信号，提高了系统的可靠性，(也可以用一个)，由于它安装在提升机主轴上，因此将提升机钢丝绳所带容器的行程信号实时转化为了编码器的脉冲信号，为可编程控制器的工作做好了准备。
[0025]所述伺服电机15上设有RS485通讯接口，可以将伺服电机15的实时运行信号上传到上一级服务器，实现了深度指示器远程监控的功能。
[0026]本实用新型的工作原理:
[0027]伺服电机控制流程如图5所示，提升机主轴的旋转运动经编码器传给可编程控制器，可编程控制器经运算将计算结果送至驱动控制器，驱动控制器将信号传输给伺服电机，伺服电机在接到驱动控制器命令后按照程序要求带动伺服电机丝杠旋转，伺服电机丝杠上的螺母由于侧板滑槽限制不能旋转，只能随着伺服电机丝杠旋转上下往复运动，从而带动螺母上的指针在带有深度刻度指示盘的平板上上下行走，从而指示出提升容器的位置。
[0028]深度指示器装置上装有减速、停车、过卷开关等行程保护装置，当提升容器接近减速位置时，螺母触碰行程开关，使减速信号灯亮，使减速电铃发出声响，提醒司机减速，同时，减速信号发至控制装置，使提升机进入自动减速运行状态，提升容器接近停车位置时，螺母触碰停车行程开关，使停车信号灯亮，提醒司机停车，同时，停车信号发至控制装置，使提升机自动进入停车运行状态，发生过卷时，螺母碰压过卷限位开关，提升机进行安全制动。当螺母运行至减速点时，螺母上的指针碰触到减速开关，随后发出减速信号，同时电气控制系统开始减速运行，如提升容器到达停车位置仍未停车，螺母将继续运动，当过卷距离超过设定的距离时，螺母上的指针拨动过卷开关，使提升机立即安全制动。
【主权项】
1.一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，其特征在于:包括安装在提升机主轴上的编码器(I)、底座(2)、电器驱动控制装置(3)、壳体(4)、立柱(5)、伺服电机装置、保护行程开关、信号指示灯(6)和指示面板(7)，所述电器驱动控制装置(3)安装在底座(2)上，壳体(4)安装在电器驱动控制装置(3)上，所述壳体(4)为一长方体结构，包括左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和顶板，壳体(4 )内左侧板和右侧板上分别纵向设置一立柱(5 )，左侧板的立柱(5)上设置有保护行程开关，所述保护行程开关包括上减速开关(8)、上停车开关(9)、上过卷开关(10)、下减速开关(11)、下停车开关(12)和下过卷开关(13)，所述上减速开关(8)、上停车开关(9)和上过卷开关(10)由下至上依次安装在立柱(5)的上部，下减速开关(11)、下停车开关(12)和下过卷开关(13)由上至下依次安装在立柱(5)的下部，壳体(4)的顶板上安装有一轴承(14)，壳体(4)内部纵向设置伺服电机装置，伺服电机装置包括伺服电机(15)、伺服电机丝杠(16)和套装在伺服电机丝杠(16)上的螺母(17)，伺服电机丝杠(16)的一端与伺服电机(15)相连，另一端安装在顶板的轴承(14)内，壳体(4)的前侧板内表面纵向设置有便于螺母(17)上下运动的滑槽，螺母(17)设置在滑槽内，螺母(17)上水平设置有指针(18)，在螺母(17)运行过程中，指针(18)的端部可以碰触到保护行程开关;所述壳体(4)左侧板和右侧板外表面上下端均分别设置有信号指示灯(6)，上下端信号指示灯(6)之间与保护行程开关相对应的位置设置指示面板(7)，所述指示面板(7)上纵向设置代表提升容器深度的刻度;所述电器驱动控制装置(3)包括端子板(19)、可编程控制器(20)和减速电铃(21)，所述减速电铃(21)与可编程控制器(20)通过导线相连，所述行程保护开关、信号指示灯(6)、伺服电机(15)、可编程控制器(20)分别通过导线与端子板(19)相连。2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，其特征在于:所述壳体(4)右侧板的立柱(5)上设置有深度指示器失效检测装置(22)，伺服电机丝杠(16)上固定套设有一圆环(23)，圆环(23)外表面上沿圆周等距安装磁块(24)，所述磁块(24)与深度指示器失效检测装置(22)在同一水平面上，所述深度指示器失效检测装置(22)通过导线与端子板(19)相连。3.根据权利要求1或2所述的一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，其特征在于:所述提升机主轴上安装两个编码器(I)。4.根据权利要求1或2所述的一种矿井提升机用伺服电机牌坊深度指示器装置，其特征在于:所述伺服电机(15)上设有通讯接口。
【文档编号】B66B3/02GK205675925SQ201620551035
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日 公开号201620551035.9, CN 201620551035, CN 205675925 U, CN 205675925U, CN-U-205675925, CN201620551035, CN201620551035.9, CN205675925 U, CN205675925U
【发明人】赵瑞峰, 张志峰, 乔瑜, 王东川, 张清正, 孙飞燕
【申请人】山西科达富升智能控制技术有限公司