一种并联式矿用破碎站的自动对中系统及对中方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种并联式矿用破碎站的自动对中系统及对中方法，属于矿用破碎机 智能控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 破碎站是大型露天煤矿生产中的必备设备，当破碎量较大时，单一的破碎机便不 能满足破碎要求，因此常采用两台破碎机并联的方式来达到目的，并联式破碎站，生产能力 大，可破碎较大块物料，作为大型粗、中碎破碎机使用，生产效率较高。
[0003] 并联破碎站需要随着采矿现场的不同而进行移动，移动时需要先将单个破碎机分 开进行移动，然后在目的地重新进行位置对中，对中后的两个破碎机中心位于同一垂直线 上，使之满足并联连接需求。目前，并联破碎机对中的方式主要依靠人工进行移动，然后凭 借测量手段和工人经验进行对中，不仅效率较低而且往往并联破碎站精度不能满足需求， 影响整个生产线的作业流程。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种并联式矿用破碎站的自动对中系统 及对中方法，可以自动控制双机对中，对准精确，同时大大提高工作效率。
[0005] 为了实现上述目的，一种并联式矿用破碎站的自动对中系统，包括安装在破碎机I 上的音频发送模块、安装在破碎机II上的音频接收模块以及破碎机对中驱动系统，音频发 送模块包括声源参数设定模块、声源发声控制单元、无线数传模块和发声装置，声源参数设 定模块与声源发生控制单元相连，声源发生控制单元与发声装置相连，声源发生控制单元 通过无线数传模块进行数据传输；音频接收模块包括音频接收装置、频谱分析单元、对中控 制单元和无线数传模块，音频接收装置与频谱分析单元相连，频谱分析单元与对中控制单 元相连，对中控制单元通过无线数传模块进行数据传输，对中控制单元与破碎机对中驱动 系统相连。
[0006] 安装在破碎机I上的发声装置有两个，安装在破碎机II上的音频接收装置有三 个。
[0007] 音频接收模块中还具有与对中控制单元相连的触摸屏。
[0008] 声源参数设定模块设定的参数包括发声装置发出声源的频率和分贝，以及破碎机 的间距。
[0009] 一种并联式矿用破碎站的自动对中方法，包括以下步骤：
[0010] a.根据声音定位原理确定两个发声装置在破碎机I的安装位置以及三个音频接 收装置在破碎机II的安装位置；
[0011] b.在音频发送模块中设定声源参数，所发音频的频率应明显区分于环境噪声的频 率；
[0012] C.音频接收模块对接收的音频信号进行频谱分析，确定破碎机II相对于破碎机I 的实际位置；
[0013] d.根据预先设定的程序，对中控制单元控制破碎机驱动系统进行双机平行调整；
[0014] e.双机平行后，对中控制单元控制破碎机驱动系统进行双机平行距离调整；
[0015] f.双机平行距离调整完成后，对中控制单元控制破碎机驱动系统进行双机对中调 整。
[0016] 步骤b中设定声源参数后，根据设定的声源参数确定对中系统应用的范围区域大 小。
[0017] 本发明根据声音定位原理，并与整个生产线上的智能系统相结合，根据音频确定 两个破碎机之间的相对位置，从而自动控制双机对中，整个过程控制可靠，对准精确，同时 大大提高了生产效率，节约劳动力。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的系统原理图；
[0019] 图2为声音定位原理图；
[0020] 图3为发声装置与音频接收装置在破碎机上的安装位置图；
[0021] 图4为双机平行原理示意图；
[0022] 图5为双机平行距离调整原理示意图；
[0023] 图6为双机对中原理示意图；
[0024] 图7为双机对中控制流程图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0026] 如图1所示，一种并联式矿用破碎站的自动对中系统，包括安装在破碎机I上的音 频发送模块、安装在破碎机II上的音频接收模块以及破碎机对中驱动系统，音频发送模块 包括声源参数设定模块、声源发声控制单元、无线数传模块和发声装置，声源参数设定模块 与声源发生控制单元相连，声源发生控制单元与发声装置相连，声源发生控制单元通过无 线数传模块进行数据传输；音频接收模块包括音频接收装置、频谱分析单元、对中控制单元 和无线数传模块，音频接收装置与频谱分析单元相连，频谱分析单元与对中控制单元相连， 对中控制单元通过无线数传模块进行数据传输，对中控制单元与破碎机对中驱动系统相 连。
[0027] 安装在破碎机I上的发声装置有两个，安装在破碎机II上的音频接收装置有三 个。
[0028] 音频接收模块中还具有与对中控制单元相连的触摸屏。
[0029] 声源参数设定模块设定的参数包括发声装置发出声源的频率和分贝，以及破碎机 的间距。
[0030] 声源发声控制单元用于控制发声装置的发声；发声装置1和发生装置2可以发出 设定频率和分贝的声波，并可以通过改变设定参数来改变发声装置发出的声波参数；无线 数传模块用于音频发送端与音频接收端之间的数据交换。
[0031] 音频接收装置用于采集发声装置发出的声波，由频谱分析单元得出音频接收装置 1、音频接收装置2和音频接收装置3处音频信号的各项参数；对中控制单元对所采集的音 频信号进行分析和处理，并对破碎机对中驱动系统发出动作指令；触摸屏可以对系统进行 状态监测和控制。
[0032] 对中流程如图7所示，控制单元设定声源参数并通过无线模块输入至发声装置， 发声装置发声至音频接收装置，然后进行声音信号处理并通过声音定位原理依次进行双机 平行判断控制、双机平行距离调整控制以及双机对中判断控制，直至完成整个对中过程。
[0033] 一种并联式矿用破碎站的自动对中方法，包括以下步骤：a.根据声音定位原理确 定两个发声装置在破碎机I的安装位置以及三个音频接收装置在破碎机II的安装位置；
[0034] 声音定位原理如图2所示，在平面内有两个发声点A和B，A发出akHz、xdB的球面 声波，B发出bkHz、ydB的球面声波，随着声波向外扩散，响度会逐渐衰减。例如，图中A处 发出的声波向外扩散衰减为xjB，x 2dB，形成两个圆，B处发出的声波向外扩散衰减为yjB， 形成一个圆，则三个圆相交于C，D两点，C点位置便可以用坐标（x 2, yi)表示，D点位置可以 用坐标（X1J1)表示，那么平面内所有的点都有唯一的坐标。
[0035] 对于球面波，其声压有效值可表示为：
【主权项】
1. 一种并联式矿用破碎站的自动对中系统，其特征在于，包括安装在破碎机I上的音 频发送模块、安装在破碎机II上的音频接收模块以及破碎机对中驱动系统，音频发送模块 包括声源参数设定模块、声源发声控制单元、无线数传模块和发声装置，声源参数设定模块 与声源发生控制单元相连，声源发生控制单元与发声装置相连，声源发生控制单元通过无 线数传模块进行数据传输；音频接收模块包括音频接收装置、频谱分析单元、对中控制单元 和无线数传模块，音频接收装置与频谱分析单元相连，频谱分析单元与对中控制单元相连， 对中控制单元通过无线数传模块进行数据传输，对中控制单元与破碎机对中驱动系统相 连。
2. 根据权利要求1所述的并联式矿用破碎站的自动对中系统，其特征在于，安装在破 碎机I上的发声装置有两个，安装在破碎机II上的音频接收装置有三个。
3. 根据权利要求1或2所述的并联式矿用破碎站的自动对中系统，其特征在于，音频接 收模块中还具有与对中控制单元相连的触摸屏。
4. 根据权利要求3所述的并联式矿用破碎站的自动对中系统，其特征在于，声源参数 设定模块设定的参数包括发声装置发出声源的频率和分贝，以及破碎机的间距。
5. -种并联式矿用破碎站的自动对中方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 根据声音定位原理确定两个发声装置在破碎机I的安装位置以及三个音频接收装 置在破碎机II的安装位置； b. 在音频发送模块中设定声源参数，所发音频的频率应明显区分于环境噪声的频率； c. 音频接收模块对接收的音频信号进行频谱分析，确定破碎机II相对于破碎机I的实 际位置； d. 根据预先设定的程序，对中控制单元控制破碎机驱动系统进行双机平行调整； e. 双机平行后，对中控制单元控制破碎机驱动系统进行双机平行距离调整； f. 双机平行距离调整完成后，对中控制单元控制破碎机驱动系统进行双机对中调整。
6. 根据权利要求5所述的并联式矿用破碎站的自动对中方法，其特征在于：步骤b中 设定声源参数后，根据设定的声源参数确定对中系统应用的范围区域大小。
【专利摘要】本发明公开了一种并联式矿用破碎站的自动对中系统及对中方法，所述系统中，音频发送模块包括声源参数设定模块、声源发声控制单元、无线数传模块和发声装置，声源参数设定模块与声源发生控制单元相连，声源发生控制单元与发生装置相连，声源发生控制单元通过无线数传模块进行数据传输；音频接收模块包括音频接收装置、频谱分析单元、对中控制单元和无线数传模块，音频接收装置与频谱分析单元相连，频谱分析单元与对中控制单元相连，对中控制单元通过无线数传模块进行数据传输，对中控制单元与破碎机对中驱动系统相连。本发明根据声音定位原理，并与整个生产线上的智能系统相结合，整个过程控制可靠，对准精确，同时大大提高了生产效率。
【IPC分类】G05B19-402
【公开号】CN104698973
【申请号】CN201510035540
【发明人】谭超, 徐荣鑫, 王忠宾, 刘新华, 姚新港, 闫海峰, 周晓谋, 杨寅威
【申请人】中国矿业大学, 中国矿业大学盱眙矿山装备与材料研发中心
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月23日