专利名称：矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种矿用降尘设备，尤其涉及一种矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备及其控制方法。
背景技术：
在煤炭开采过程中会产生大量的煤尘，通常需要用矿用降尘设备进行降尘作业， 而由于绝大部分煤尘是由采煤机制造的，因此最常见的矿用喷雾降尘装置是跟随式的降尘设备，现有的跟随式的降尘设备包括安装在采煤机上的红外发射器、安装在巷道内的若干组控制装置和具有若干个喷嘴的喷雾装置，每组控制装置由红外接收器、控制箱和电磁阀构成，每个电磁阀连接有一个喷嘴。红外发射器在采煤机工作过程中不断发射红外信号，当采煤机移动靠近某一组控制装置时，该组控制装置的红外接收器接收到红外信号时通过通讯线缆将其发送给该组控制装置的控制箱，该控制箱再控制该组控制装置的电磁阀开启， 从而开启喷雾装置进行降尘，然而这种控制装置是由多个分立的部件构成，造成使用和安装维护都不方便，并且其内的控制箱与红外接收器之间都是采用的有线通讯的方式也造成使用不便。此外，每组控制装置需要一个该组电磁阀开闭的控制箱，当需要很多组控制装置时，整个设备的成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具使用方便、安装维护方便、成本低的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备及其控制方法。为达到上述目的，本发明一方面提供了一种矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，包括若干个安装在巷道内的矿用一体化电磁阀、与若干个所述矿用一体化电磁阀配合的喷雾装置及一个控制箱，还包括安装在采煤机上的与若干个所述矿用一体化电磁阀配合的红外发射器，其中，所述控制箱内置有一个用来向若干个所述矿用一体化电磁阀发送设置信息的无线控制模块，每个所述矿用一体化电磁阀包括一个控制电路以及与所述控制电路的输出端相连的电磁阀，每个所述控制电路包括CPU控制模块，用于根据所述红外光信号生成第一位置信息，根据设置信息和所述第一位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭，或者，根据设置信息和第二位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；无线收发模块，用于与所述CPU控制模块通讯，将所述第一位置信息发送给该降尘设备中其他矿用一体化电磁阀，或者在所述红外发射器移动到该降尘设备中另一个矿用一体化电磁阀位置时接收所述另一个矿用一体化电磁阀发送的第二位置信息并转发给所述CPU控制模块，由所述CPU控制模块根据所述设置信息和所述第二位置信息控制所述矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；所述电源模块，用于向所述红外接收模块、所述CPU控制模块和所述无线收发模块供电。
本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述CPU控制模块包括型号为 R5F212L4SDFP的单片机芯片及其外围电路，所述红外接收模块包括型号为BL9150的红外接收芯片及其外围电路和型号为HS0038B的红外接收管及其外围电路，所述无线收发模块包括型号为PTR6100M的无线收发芯片及其外围电路，所述电源转换模块包括型号为 SPX1117M3-L-3. 3稳压芯片及其外围电路。本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述红外接收模块的第3 第8管脚对应与所述CPU控制模块的第17、第16、第15、第14、第13和第1管脚相连。本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述无线收发模块的第2 第7管脚对应与所述CPU控制模块的第32、第四、第观、第27、第沈和第8管脚相连。本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述电源转换模块的第2管脚分别与所述CPU控制模块的第7管脚和第25管脚、所述无线收发模块的第1、第3和第7管脚相连，所述电源转换模块的第3管脚分别与所述红外接收芯片的第M管脚、所述红外接收管的第3管脚相连。本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述控制电路还包括与所述CPU控制模块相连的显示模块，所述显示模块包括型号为CH452A的显示驱动芯片及其外围电路，以及与所述显示驱动芯片相连的若干个七段数码显示管。本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述显示驱动芯片的第25 第观管脚对应与所述CPU控制模块的第12 第9管脚相连，所述显示驱动芯片的第14管脚与所述电源转换模块的第2管脚相连。本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，所述设置信息包括电磁阀喷雾延时时间、电磁阀上开数量和电磁阀下开数量。再一方面，本发明还提供了一种上述矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备的控制方法，包括以下步骤主控箱生成设置信息并将设置信息发送至该降尘设备中所有矿用一体化电磁阀；红外发射器随着采煤机移动并不断发出红外光信号；当该降尘设备中某一矿用一体化电磁阀接收到所述红外发射器发送的红外光信号时生成第一位置信息，根据设置信息和所述第一位置信息控制自身的电磁阀的开闭，并将所述第一位置信息发送至该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀；该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀根据设置信息和所述第一位置信息控制自身的电磁阀的开闭；随着采煤机的继续移动，当该降尘设备中另外一个矿用一体化电磁阀接收到所述红外发射器发送的红外光信号时，所述另外一个矿用一体化电磁阀生成第二位置信息，根据设置信息和第二位置信息控制自身的电磁阀的开闭，并将所述第二位置信息发送至该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀；该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀根据设置信息和所述第二位置信息控制控制自身的电磁阀的开闭。本发明的矿用一体化电磁阀的控制方法，所述设置信息包括电磁阀喷雾延时时间、电磁阀上开数量、电磁阀下开数量、和电磁阀间隔数量。
本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备的矿用一体化电磁阀包括控制电路以及与控制电路的输出端相连的电磁阀，控制电路包括红外接收模块，用于接收红外发射器发送的红外光信号，将红外光信号转发给CPU控制模块；CPU控制模块，用于根据红外光信号生成第一位置信息，根据设置信息和第一位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭，或者，根据设置信息和第二位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；无线收发模块用于与CPU控制模块通讯，将第一位置信息发送给该降尘设备中其他矿用一体化电磁阀，或者在红外发射器移动到该降尘设备中另一个矿用一体化电磁阀位置时接收另一个矿用一体化电磁阀发送的第二位置信息并转发给CPU控制模块，由CPU控制模块根据设置信息和第二位置信息控制矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭。从而将原先分立的红外接收器、电磁阀等合为一体，使用时，各个矿用一体化电磁阀之间通过各自的无线收发模块以无线方式通讯，从而方便了使用和安装维护。
图1为本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备的结构框图；图2为本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备中矿用一体化电磁阀的结构框图；图3为本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备中矿用一体化电磁阀的控制电路的电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细描述参考图1所示，本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备包括若干个安装在巷道内的矿用一体化电磁阀a、与若干个矿用一体化电磁阀a配合的喷雾装置及一个控制箱c， 还包括安装在采煤机d上的与若干个矿用一体化电磁阀a配合的红外发射器e。喷雾装置由水路1^2和安装在水路1^2上的若干个喷嘴bl构成，喷嘴1的个数与矿用一体化电磁阀a 个数对应，即每个矿用一体化电磁阀a与喷雾装置的一个喷嘴bl对接。控制箱c内置有一个用来向若干个矿用一体化电磁阀a发送设置信息的无线控制模块。参考图2所示，每个矿用一体化电磁阀a包括控制电路1以及与控制电路1的输出端相连的电磁阀2，其中，控制电路1包括红外接收模块、CPU控制模块、无线收发模块、 电源转换模块、以及与CPU控制模块相连的显示模块，红外接收模块的输出端与CPU控制模块的输入端相连，CPU控制模块的输入输出端与无线收发模块的输入输出端相连。其中，红外接收模块，用于接收红外发射器发送的红外光信号，将红外光信号转发给CPU控制模块; CPU控制模块，用于根据红外光信号生成第一位置信息，根据设置信息和第一位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭，或者，根据设置信息和第二位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；无线收发模块，用于与CPU控制模块通讯，将第一位置信息发送给该降尘设备中其他矿用一体化电磁阀，或者在红外发射器移动到该降尘设备中另一个矿用一体化电磁阀位置时接收另一个矿用一体化电磁阀发送的第二位置信息并转发给CPU 控制模块，由CPU控制模块根据设置信息和第二位置信息控制矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；电源模块，用于向红外接收模块、CPU控制模块和无线收发模块供电。
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结合图3所示，上述矿用一体化电磁阀a中，CPU控制模块是型号为R5F212L4SDFP 的单片机芯片及其外围电路，红外接收模块是型号为BL9150的红外接收芯片及其外围电路和型号为HS0038B的红外接收管及其外围电路，无线收发模块是型号为PTR6100M的无线收发芯片及其外围电路，电源转换模块是型号为SPX1117M3-L-3.3稳压芯片及其外围电路，显示模块是型号为CH452A的显示驱动芯片及其外围电路，以及与显示驱动芯片相连的若3个七段数码显示管。其中红外接收模块的第3 第8管脚对应与CPU控制模块的第 17、第16、第15、第14、第13和第1管脚相连。无线收发模块的第2 第7管脚对应与CPU 控制模块的第32、第四、第观、第27、第沈和第8管脚相连。电源转换模块的第2管脚分别与CPU控制模块的第7管脚和第25管脚、无线收发模块的第1、第3和第7管脚相连，电源转换模块的第3管脚分别与红外接收芯片的第M管脚、红外接收管的第3管脚相连。显示驱动芯片的第25 第观管脚对应与CPU控制模块的第12 第9管脚相连，显示驱动芯片的第14管脚与电源转换模块的第2管脚相连。下面举例说明本发明的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备的控制过程，使用时，例如将80个从左向右编号为1至80号的矿用一体化电磁阀a按照要求间隔的安装在巷道内， 预先对该控制箱c进行设置，设置完成后控制箱2将设置信息通过无线方式发往80个矿用一体化电磁阀a。具体控制箱c的设置信息可以如下电磁阀喷雾延时时间60秒电磁阀上开数量2电磁阀下开数量3电磁阀间隔数量1假设采煤机d从左向右移动采煤，上电后当10号矿用一体化电磁阀a的红外接收模块检测到采煤机上的红外发射器e发射的红外光信号(即采煤机d移动到10号矿用一体化电磁阀a的面前)，10号矿用一体化电磁阀a的CPU控制模块控制其无线收发模块将 “采煤机d上的红外发射器e (即采煤机d)在10号一体化电磁阀a的位置”这个位置信息通过无线方式发往其他79个矿用一体化电磁阀a，因此其他79个矿用一体化电磁阀a通过各自的无线收发模块接收到该位置信息后也就知道了采煤机d当前的位置，根据预先设置的信息，7号、8号矿用一体化电磁阀a打开(电磁阀上开数量2，电磁阀间隔数量1)， 12号、13号、14号矿用一体化电磁阀a打开(电磁阀下开数量3，电磁阀间隔数量1)，打开60秒后自动关闭。以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，包括若干个安装在巷道内的矿用一体化电磁阀、与若干个所述矿用一体化电磁阀配合的喷雾装置及一个控制箱，还包括安装在采煤机上的与若干个所述矿用一体化电磁阀配合的红外发射器，其中，所述控制箱内置有一个用来向若干个所述矿用一体化电磁阀发送设置信息的无线控制模块，每个所述矿用一体化电磁阀包括一个控制电路以及与所述控制电路的输出端相连的电磁阀，每个所述控制电路包括红外接收模块，用于接收所述红外发射器发送的红外光信号，将所述红外光信号转发给CPU控制模块；CPU控制模块，用于根据所述红外光信号生成第一位置信息，根据设置信息和所述第一位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭，或者，根据设置信息和第二位置信息控制该矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；无线收发模块，用于与所述CPU控制模块通讯，将所述第一位置信息发送给该降尘设备中其他矿用一体化电磁阀，或者在所述红外发射器移动到该降尘设备中另一个矿用一体化电磁阀位置时接收所述另一个矿用一体化电磁阀发送的第二位置信息并转发给所述CPU 控制模块，由所述CPU控制模块根据所述设置信息和所述第二位置信息控制所述矿用一体化电磁阀的电磁阀的开闭；所述电源模块，用于向所述红外接收模块、所述CPU控制模块和所述无线收发模块供电。
2.根据权利要求1所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述CPU控制模块包括型号为R5F212L4SDFP的单片机芯片及其外围电路，所述红外接收模块包括型号为BL9150的红外接收芯片及其外围电路和型号为HS0038B的红外接收管及其外围电路，所述无线收发模块包括型号为PTR6100M的无线收发芯片及其外围电路，所述电源转换模块包括型号为SPX1117M3-L-3. 3稳压芯片及其外围电路。
3.根据权利要求2所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述红外接收模块的第3 第8管脚对应与所述CPU控制模块的第17、第16、第15、第14、第13和第 1管脚相连。
4.根据权利要求2所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述无线收发模块的第2 第7管脚对应与所述CPU控制模块的第32、第四、第观、第27、第沈和第 8管脚相连。
5.根据权利要求2所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述电源转换模块的第2管脚分别与所述CPU控制模块的第7管脚和第25管脚、所述无线收发模块的第1、第3和第7管脚相连，所述电源转换模块的第3管脚分别与所述红外接收芯片的第M 管脚、所述红外接收管的第3管脚相连。
6.根据权利要求2所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述控制电路还包括与所述CPU控制模块相连的显示模块，所述显示模块包括型号为CH452A的显示驱动芯片及其外围电路，以及与所述显示驱动芯片相连的若干个七段数码显示管。
7.根据权利要求6所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述显示驱动芯片的第25 第观管脚对应与所述CPU控制模块的第12 第9管脚相连，所述显示驱动芯片的第14管脚与所述电源转换模块的第2管脚相连。
8.根据权利要求1所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备，其特征在于，所述设置信息包括电磁阀喷雾延时时间、电磁阀上开数量和电磁阀下开数量。
9.一种权利要求1所述的矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备的控制方法，其特征在于， 包括以下步骤主控箱生成设置信息并将设置信息发送至该降尘设备中所有矿用一体化电磁阀；红外发射器随着采煤机移动并不断发出红外光信号；当该降尘设备中某一矿用一体化电磁阀接收到所述红外发射器发送的红外光信号时生成第一位置信息，根据设置信息和所述第一位置信息控制自身的电磁阀的开闭，并将所述第一位置信息发送至该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀；该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀根据设置信息和所述第一位置信息控制自身的电磁阀的开闭；随着采煤机的继续移动，当该降尘设备中另外一个矿用一体化电磁阀接收到所述红外发射器发送的红外光信号时，所述另外一个矿用一体化电磁阀生成第二位置信息，根据设置信息和第二位置信息控制自身的电磁阀的开闭，并将所述第二位置信息发送至该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀；该降尘设备中其他的矿用一体化电磁阀根据设置信息和所述第二位置信息控制控制自身的电磁阀的开闭。
10.根据权利要求9所述的矿用一体化电磁阀的控制方法，其特征在于，所述设置信息包括电磁阀喷雾延时时间、电磁阀上开数量、电磁阀下开数量、和电磁阀间隔数量。
全文摘要
本发明公开了一种矿用采煤机尘源跟踪式降尘设备及其控制方法，该降尘设备包括若干个安装在巷道内的矿用一体化电磁阀、与矿用一体化电磁阀配合的喷雾装置及控制箱，以及安装在采煤机上的与矿用一体化电磁阀配合的红外发射器，控制箱内置有用于向矿用一体化电磁阀发送设置信息的无线控制模块，矿用一体化电磁阀包括控制电路及与其相连的电磁阀，控制电路包括红外接收模块、CPU控制模块、无线收发模块和电源模块。该设备使用和安装维护方便。
文档编号E21C35/22GK102200023SQ20111010433
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者孙超, 朱海泉, 李智 申请人:淮南润成科技有限公司