矿用本安型钥匙开关的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及矿用本质安全型电气设备【技术领域】，具体涉及一种矿用本安型钥匙开关，包括操作杆信号输入接口、开关信号输入接口，以及与操作杆信号输入接口输出端连接用于对操作杆信号输入接口输出的信号进行模拟量处理的操作杆信号处理电路，和与开关信号输入接口输出端连接用于对其输出的开关量信号进行处理的开关信号处理电路，所述操作杆信号处理电路、开关信号处理电路的输出端并接于一信号采集处理电路，信号采集处理电路的输出端连接有控制数据输出电路。本实用新型具有操作方便、开关性能稳定，抗干扰能力强的优点。本实用新型与ZBC24柴油机车保护装置配套使用，作为车辆转向灯、远近光灯、车辆启停的控制信号设备。
【专利说明】矿用本安型钥匙开关
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿用本质安全型电气设备【技术领域】，具体涉及一种矿用本安型钥匙开关。
【背景技术】
[0002]矿用本安型钥匙开关为矿用本质安全型电气设备，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。但是现有的钥匙开关操作不方便、开关性能差，不稳定、抗干扰能力低，从而给矿下使用带来了一定的安全隐患。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提供一种操作方便、开关性能稳定，抗干扰能力强的矿用本安型钥匙开关。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005]矿用本安型钥匙开关，包括操作杆信号输入接口、开关信号输入接口，以及与操作杆信号输入接口输出端连接用于对操作杆信号输入接口输出的信号进行模拟量处理的操作杆信号处理电路，和与开关信号输入接口输出端连接用于对其输出的开关量信号进行处理的开关信号处理电路，所述操作杆信号处理电路、开关信号处理电路的输出端并接于一信号采集处理电路，信号采集处理电路的输出端连接有控制数据输出电路。
[0006]采用了上述技术方案，通过操作操作杆可以向操作杆信号输入接口输入信号，该信号进入操作杆信号处理电路中进行模拟量转换成数字量并传输给信号采集处理电路，信号采集处理电路将接收操作杆的操作信号并通过控制数据输出电路输出到相应的执行部件上，这样便实现操作杆信号的接受、转换、采集、发送的过程；而通过操作开关按键可以向开关信号输入接口输入信号，该信号进入开关信号处理电路中进行开关量处理并处理的结果传输给信号采集处理电路，信号采集处理电路对开关信号并通过控制数据输出电路输出到相应的电器元件上，这样便实现开关信号的接受、处理、采集、发送的过程；本实用新型具有操作方便、开关性能稳定，抗干扰能力强的优点。本实用新型与ZBC24柴油机车保护装置配套使用，作为车辆转向灯、远近光灯、车辆启停的控制信号设备。
[0007]进一步地，所述信号采集处理电路包括型号为STM32F103TBU7的芯片Dl，以及电容Cl、电容C2、电容C3、晶体振荡器Y1、电阻R2、电阻R3 ;晶体振荡器Yl和电阻R3并接于电容C2、电容C3之间，电容C2、电容C3的另一端均接地，电阻R3与芯片Dl的3号引脚相接，电容C2与芯片Dl的2号引脚相接，芯片Dl的4号引脚并接有电容Cl、电阻R2，电阻R2连接电源，电容Cl 一端接地。
[0008]进一步地，所述信号采集处理电路还包括型号为MHDR2X2的编程芯片XS1，芯片XSl的I号引脚与芯片Dl的25号引脚连接，芯片XSl的3号引脚与芯片Dl的28号引脚连接，芯片，编程芯片XSl的2号引脚接地，编程芯片XSl的4号引脚接电源。
[0009]进一步地，所述控制数据输出电路包括接口模块P1、型号为ACT45B-110-2P的共模电感Tl、型号为P82C250的芯片D2和型号为SPX2950ACN的集成模块D3，在共模电感Tl的I号接线端、2号接线端之间并接有双向击穿二极管，并共模电感Tl的I号接线端与接口模块Pl的4号接口连接，共模电感Tl的2号接线端与接口模块Pl的3号接口连接，所述接口模块Pl的I号接口串接二极管V1、二极管V2、肖特基二极管V3并接地，在二极管V2与肖特基二极管V3之间并接电容C4并与集成模块D3的VI端连接，集成模块D3的VO端并接有电容C5、电容C6。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型的控制原理框图；
[0012]图3为本实用新型中信号采集处理电路的电路图；
[0013]图4为本实用新型中控制数据输出电路的电路图；
[0014]图5为本实用新型中操作杆信号输入接口的原理图；
[0015]图6为本实用新型中开关信号输入接口的原理图
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型进行具体的说明:
[0017]参见图1-6，矿用本安型钥匙开关结构包括壳体101、操作杆102、以及插入端103，和装配在壳体中电路，壳体中设置密封件，有效保证壳体中的密封性；矿用本安型钥匙开关的控制电路，包括操作杆信号输入接口 1、开关信号输入接口 2，以及与操作杆信号输入接口输出端连接用于对操作杆信号输入接口输出的信号进行模拟量处理的操作杆信号处理电路3，和与开关信号输入接口输出端连接用于对其输出的开关量信号进行处理的开关信号处理电路4，操作杆信号处理电路、开关信号处理电路的输出端并接于一信号采集处理电路5，信号采集处理电路的输出端连接有控制数据输出电路6。其中，操作杆信号处理电路是传统的将模拟量转换成数字量的数模转换电路，在此不多赘述，同样开关信号处理电路也是传统开关量处理电路，亦不多赘述。
[0018]如图3，信号采集处理电路包括型号为STM32F103TBU7的芯片D1，以及电容Cl、电容C2、电容C3、晶体振荡器Y1、电阻R2、电阻R3 ;晶体振荡器Yl和电阻R3并接于电容C2、电容C3之间，电容C2、电容C3的另一端均接地，电阻R3与芯片Dl的3号引脚相接，电容C2与芯片Dl的2号引脚相接，芯片Dl的4号引脚并接有电容Cl、电阻R2，电阻R2连接电源，电容Cl 一端接地。所述信号采集处理电路还包括型号为MHDR2X2的编程芯片XS1，芯片XSl的I号引脚与芯片Dl的25号引脚连接，芯片XSl的3号引脚与芯片Dl的28号引脚连接，芯片，编程芯片XSl的2号引脚接地，编程芯片XSl的4号引脚接电源。
[0019]如图4，控制数据输出电路包括接口模块P1、型号为ACT45B-110-2P的共模电感Tl、型号为P82C250的芯片D2和型号为SPX2950ACN的集成模块D3，在共模电感Tl的I号接线端、2号接线端之间并接有双向击穿二极管，并共模电感Tl的I号接线端与接口模块Pl的4号接口连接，共模电感Tl的2号接线端与接口模块Pl的3号接口连接，所述接口模块Pl的I号接口串接二极管V1、二极管V2、肖特基二极管V3并接地，在二极管V2与肖特基二极管V3之间并接电容C4并与集成模块D3的VI端连接，集成模块D3的VO端并接有电容C5、电容C6。芯片D2的I号引脚与芯片Dl的24号引脚连接，芯片D2的4号引脚与芯片Dl的23号引脚连接。
[0020]本实用新型还具有以下特点:
[0021]在下列环境条件下应能正常工作:
[0022]a)环境温度:(-10 ?+40) V ；
[0023]b)平均相对湿度:不大于95% (+250C )；
[0024]c)大气压力:(80 ?106) kPa ；
[0025]d)煤矿井下有甲烷及煤尘爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。
[0026]能承受的最恶劣的贮运气候条件为:
[0027]a)高温:+60°C ；
[0028]b)低温:-40 O ；
[0029]c)平均相对湿度:95% (+25 0C )；
[0030]d)振动:加速度 50m/s2 ；
[0031]e)冲击:峰值加速度500m/s2。
[0032]主要特点
[0033]a)操作方便，开关性能好，性能稳定，抗干扰能力强；
[0034]b)密封性能好，能在有瓦斯、煤尘、烟雾、水汽等恶劣环境中使用；
[0035]工作电源
[0036]a) DC6V,工作电流不大于55mA ；
[0037]b)煤矿井下使用时，需由本安电源供电。
[0038]基本功能
[0039]钥匙开关内置9种状态，根据操作杆和钥匙旋钮位置进行切换。钥匙开关的9种状态通过内置芯片转换为CAN总线信号输出。
[0040]状态转换响应时间:不大于2s。
[0041]信号制:
[0042]a)信号制式:CAN总线，I路，单工、双向传输
[0043]b)传输速率:100kbit/s ；
[0044]c)最大传输距离:10m (导线截面积0.28mm2)；
[0045]外壳防护等级:IP54。
[0046]本安参数:Ui:DC7V, I1:55mA，C1:0 μ F，Li:0mH0.
[0047]工作原理
[0048]钥匙开关安装在方向盘下方，车辆启动时，旋转点火开关至启动位置，钥匙开关通过CAN总线信号将启动信号发送至ZCB24-Z矿用浇封兼本质安全型柴油机车保护装置主机。
[0049]安装方式:钥匙开关安装在方向盘下方的支架上，随机附带的安装附件是安装在角钢上的，若实际机架与安装附件不符，需另行制作。安装需要注意，螺栓必须有弹垫，螺母必须拧紧。
[0050]本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
【权利要求】
1.矿用本安型钥匙开关，其特征在于，包括操作杆信号输入接口、开关信号输入接口，以及与操作杆信号输入接口输出端连接用于对操作杆信号输入接口输出的信号进行模拟量处理的操作杆信号处理电路，和与开关信号输入接口输出端连接用于对其输出的开关量信号进行处理的开关信号处理电路，所述操作杆信号处理电路、开关信号处理电路的输出端并接于一信号采集处理电路，信号采集处理电路的输出端连接有控制数据输出电路。
2.根据权利要求1所述的矿用本安型钥匙开关，其特征在于，所述信号采集处理电路包括型号为STM32F103TBU7的芯片Dl，以及电容Cl、电容C2、电容C3、晶体振荡器Yl、电阻R2、电阻R3 ;晶体振荡器Yl和电阻R3并接于电容C2、电容C3之间，电容C2、电容C3的另一端均接地，电阻R3与芯片Dl的3号引脚相接，电容C2与芯片Dl的2号引脚相接，芯片Dl的4号引脚并接有电容Cl、电阻R2，电阻R2连接电源，电容Cl 一端接地。
3.根据权利要求2所述的矿用本安型钥匙开关，其特征在于，所述信号采集处理电路还包括型号为MHDR2X2的编程芯片XS1，芯片XSl的I号引脚与芯片Dl的25号引脚连接，芯片XSl的3号引脚与芯片Dl的28号引脚连接，芯片，编程芯片XSl的2号引脚接地，编程芯片XSl的4号引脚接电源。
4.根据权利要求1所述的矿用本安型钥匙开关，其特征在于，所述控制数据输出电路包括接口模块P1、型号为ACT45B-110-2P的共模电感Tl、型号为P82C250的芯片D2和型号为SPX2950ACN的集成模块D3，在共模电感Tl的I号接线端、2号接线端之间并接有双向击穿二极管，并共模电感Tl的I号接线端与接口模块Pl的4号接口连接，共模电感Tl的2号接线端与接口模块Pl的3号接口连接，所述接口模块Pl的I号接口串接二极管V1、二极管V2、肖特基二极管V3并接地，在二极管V2与肖特基二极管V3之间并接电容C4并与集成模块D3的VI端连接，集成模块D3的VO端并接有电容C5、电容C6。
【文档编号】G05B19/04GK203965834SQ201420289182
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】韦柳铁, 王建中, 吴金丹, 孙杰, 尚丽, 白进辉 申请人:常州联力自动化科技有限公司