专利名称：矿用采掘机械无源无线操作键盘及操作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械领域，具体涉及一种矿用采掘机械无源无线操作键盘及操作方法。
背景技术：
煤矿采掘机械使用的传统操作键盘一种是采用防爆方式，另一种是采用本质安全型操作键盘，以上两类操作键盘均要有电源供电电路及信号传输电路，因而在防爆处理及布线上存在着许多不便之处。对于防爆式操作键盘，需要具有防爆能力的笨重的外壳，而本质安全型操作键盘则需要一套安全可靠的本质安全型电源供电，以上两种方式其供电及通信电路在狭窄的腔体内也有很多不便之处。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需供电、安全可靠，安装方便，使用和维护容易的矿用采掘机械无源无线操作键盘。上述的目的通过以下的技术方案实现
一种矿用采掘机械无源无线操作键盘，其组成包括带有防爆玻璃的防爆外壳，所述的防爆外壳外侧连接防爆腔外键盘板，所述的防爆腔外键盘板内装有键盘板谐振回路线圈，所述的防爆外壳内侧连接防爆腔内电路板，所述的防爆腔内电路板装有接收板谐振回路线圈。所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，所述的防爆腔外键盘板具有防爆腔外操作键盘，所述的防爆腔外操作键盘内包括防爆腔外操作键盘芯片CPU，所述的防爆腔外操作键盘芯片CPU连接整流稳压电路、调制电路和4X4键盘电路，所述的整流稳压电路连接谐振回路LC，所述的调制电路通过电阻连接整流稳压电路。所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，所述的防爆腔内电路板具有防爆腔内电路芯片CPU，所述的防爆腔内电路芯片CPU连接接口芯片USB和驱动电路，所述的接口芯片USB连接控制器接口，所述的驱动电路连接检波整形电路和谐振回路LC。所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，所述的防爆腔内电路板连接控制器。一种矿用采掘机械无源无线操作键盘的操作方法，防爆腔内的数据通过防爆腔内电路芯片CPU的I/O输出，经防爆腔内谐振回路LC耦合至防爆腔外防爆腔内谐振回路LC，在防爆腔内谐振LC2回路中产生交流谐振电压，此交流电压经整流滤波限幅电路输出稳定的电压，此电压供操作键盘板的防爆腔外操作键盘芯片CPU工作；
当有按键按下时，防爆腔外操作键盘芯片CPU被唤醒，读取键值，防爆腔内电路芯片CPU接收此键值后，转换成相应的数据格式，由接口芯片USB提供标准键盘数据。有益效果
I.本发明无需与机内设备连线，而且本身又是本质安全型设备，因而本产品可应用于任何需要防爆而又不便连线的设备上。2.本发明采用RFID技术，操作键盘上无电源，在正常工作时，键盘的供电由主机通过电磁波提供，能量在安全指标的要求下，在离机的情况由于本身无电源，不会造成可燃气体爆炸、安全可靠。3.本发明无需供电、安全可靠，安装方便，使用和维护容易
4.本发明从根本上解决了采掘机械在狭窄空间内布线、干扰、防爆等问题；本产品具有体积小、安装维护容易，抗干扰能力强等特点。5.本发明的电源为直本质安全型，采用无线收发RFID技术、无需固定电源，键盘的供电通过电磁波提供，能够在恶劣环境中使用。
附图I是本发明的结构示意图。附图2是附图I的防爆腔内电路原理框图。附图3是附图I的防爆腔外电路原理框图。附图4是附图I的工作原理示意图。附图5是附图I的操作键盘图。附图6是附图I的防爆腔内电路图。附图7是附图I的防爆腔外电路图。附图8是附图I的键盘电路图。
具体实施例方式 实施例I:
一种矿用采掘机械无源无线操作键盘，其组成包括带有防爆玻璃I的防爆外壳2，所述的防爆外壳2外侧连接防爆腔外键盘板3，所述的防爆腔外键盘板3内装有键盘板谐振回路线圈4，所述的防爆外壳2内侧连接防爆腔内电路板5，所述的防爆腔内电路板5装有接收板谐振回路线圈6。实施例2
实施例I所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，所述的防爆腔外键盘板3具有防爆腔外操作键盘7，所述的防爆腔外操作键盘7内包括防爆腔外操作键盘芯片CPU8，所述的防爆腔外操作键盘芯片CPU8连接整流稳压电路9、调制电路10和4X4键盘电路11，所述的整流稳压电路9连接谐振回路LC12，所述的调制电路10通过电阻13连接整流稳压电路9。实施例3
实施例I所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，所述的防爆腔内电路板5具有防爆腔内电路芯片CPU26，所述的防爆腔内电路芯片CPU连接接口芯片USB27和驱动电路28，所述的接口芯片USB连接控制器接口 29，所述的驱动电路连接检波整形电路30和谐振回路LC31。所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，所述的防爆腔内电路板连接控制器32。实施例4
一种矿用采掘机械无源无线操作键盘的操作方法，防爆腔内的数据通过防爆腔内电路芯片CPU的I/O输出，经防爆腔内谐振回路LC耦合至防爆腔外防爆腔内谐振回路LC，在防爆腔内谐振LC2回路中产生交流谐振电压，此交流电压经整流滤波限幅电路输出稳定的电压，此电压供操作键盘板的防爆腔外操作键盘芯片CPU工作；
当有按键按下时，防爆腔外操作键盘芯片CPU被唤醒，读取键值，防爆腔内电路芯片CPU接收此键值后，转换成相应的数据格式，由接口芯片USB提供标准键盘数据。实施例5
以上实施例所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，由防爆腔内接收电路与防爆腔外操作按键电路组成，接收电路板安装在防爆腔内部，操作按键电路安装在防爆腔外部，接收电路板的功能是一方面给外部操作按键板提供能量，另一方面是接收按键板发送来的按键数据，并将按键数据转换成标准的PC键盘值由USB 口发送到主控设备。防爆腔内电路部分与防爆腔外电路部分之间的能量传递及信息传输是通过电磁场进行，电控腔的内外防爆隔离由特种防爆玻璃或具有一定防爆能力的非金属材料构成。工作原理
防爆腔内的数据处理电路中的CPUl中的PCA的高速输出功能产生125KHZ的方波，由CPUl的I/O输出，经驱动电路推动LCl谐振回路，在LC中产生谐振电流，此电流可在沿谐振回路径向产生电磁场，此电磁场经防爆玻璃辐射到防爆腔外的操作键盘电路中的LC2 回路，在LC2回路中产生交流谐振电压，此交流电压经的整流滤波限幅电路输出稳定的电压，此电压供操作键盘板的CPU2工作，当无按键按下时，CPU2处于省电状态，工作电流仅2个μ A，当有按键按下时，CPU2被唤醒，读取键值，并将此键值经串口的发送口发送到调制电路，调制方式为负载调制，当键盘侧的LC2回路的负载增加时，防爆腔内的LCl回路的谐振电压幅值也随着负载的变化而变化，此幅值变化可由防爆腔内的检波整形电路检出并整形后送到CPUl的串口接收，CPUl接收此键值后，转换成相应的数据格式。接收板可提供RS485、RS232、USB接口，RS485和RS232提供键值数据，USB接口提供标准键盘数据。
权利要求
1.一种矿用采掘机械无源无线操作键盘，其组成包括带有防爆玻璃的防爆外壳，其特征是所述的防爆外壳外侧连接防爆腔外键盘板，所述的防爆腔外键盘板内装有键盘板谐振回路线圈，所述的防爆外壳内侧连接防爆腔内电路板，所述的防爆腔内电路板装有接收板谐振回路线圈。
2.根据权利要求I所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，其特征是所述的防爆腔外键盘板具有防爆腔外操作键盘，所述的防爆腔外操作键盘内包括防爆腔外操作键盘芯片CPU，所述的防爆腔外操作键盘芯片CPU连接整流稳压电路、调制电路和4X4键盘电路，所述的整流稳压电路连接谐振回路LC，所述的调制电路通过电阻连接整流稳压电路。
3.根据权利要求I或2所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，其特征是所述的防爆腔内电路板具有防爆腔内电路芯片CPU，所述的防爆腔内电路芯片CPU连接接口芯片USB和驱动电路，所述的接口芯片USB连接控制器接口，所述的驱动电路连接检波整形电路和谐振回路LC。
4.根据权利要求3所述的矿用采掘机械无源无线操作键盘，其特征是所述的防爆腔内电路板连接控制器。
5.一种矿用采掘机械无源无线操作键盘的操作方法，其特征是防爆腔内的数据通过防爆腔内电路芯片CPU的I/O输出，经防爆腔内谐振回路LC耦合至防爆腔外防爆腔内谐振回路LC，在防爆腔内谐振LC2回路中产生交流谐振电压，此交流电压经整流滤波限幅电路输出稳定的电压，此电压供操作键盘板的防爆腔外操作键盘芯片CPU工作； 当有按键按下时，防爆腔外操作键盘芯片CPU被唤醒，读取键值，防爆腔内电路芯片CPU接收此键值后，转换成相应的数据格式，由接口芯片USB提供标准键盘数据。
全文摘要
矿用采掘机械无源无线操作键盘及操作方法。煤矿采掘机械使用的传统操作键盘一种是采用防爆方式，另一种是采用本质安全型操作键盘，以上两类操作键盘均要有电源供电电路及信号传输电路，因而在防爆处理及布线上存在着许多不便之处。一种矿用采掘机械无源无线操作键盘，其组成包括:带有防爆玻璃(1)的防爆外壳(2)，所述的防爆外壳外侧连接防爆腔外键盘板(3)，所述的防爆腔外键盘板内装有键盘板谐振回路线圈(4)，所述的防爆外壳内侧连接防爆腔内电路板(5)，所述的防爆腔内电路板装有接收板谐振回路线圈(6)。本发明用于矿用采掘机械。
文档编号E21C35/24GK102758628SQ20111010850
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者沈显庆, 王蓄恒, 谢子殿 申请人:黑龙江科技学院