采煤机液压制动监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采煤机液压制动监测装置，包括微控制器和采煤机液压制动数据监测单元，采煤机液压制动数据监测单元包括温度监测单元、液压监测单元、闸间隙监测单元和正压力监测单元，微控制器的输入端接有按键操作电路，微控制器的输出端接有报警电路和液晶显示电路，温度监测单元包括温度传感器和第一指示灯电路，液压监测单元包括压力传感器、第一A/D转换电路和第二指示灯电路，闸间隙监测单元包括电涡流传感器和第三指示灯电路，正压力监测单元包括正压力检测模块和第四指示灯电路。本实用新型对采煤机液压制动的工作温度、油压、闸瓦间隙、制动力矩进行实时检测，通过指示灯对故障进行定位，保证采煤机液压制动的连续运行。
【专利说明】
采煤机液压制动监测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种采煤机液压制动监测装置。【背景技术】
[0002]采煤机是煤矿井下的重要工作设备，而液压制动是采煤机运行稳定性和安全性的关键。采煤机的正常状态是不停歇的，在这种情况下，对采煤机最容易出现故障的液压系统的液压制动关键部位进行实时监测是必不可少的。随着各种型号采煤机的产生，其功能增加，更加复杂，发生故障的原因随之增加，从而使得保证采煤机的高产高效就变得势在必行。及时正确地对采煤机液压制动的各种异常状态或故障状态做出预防，诊断已经变成一项重要课题。首先，井下生产中，由于进入制动器中的油压过低，增大内外摩擦片间的接触， 产生剧烈摩擦，会造成液压制动的产热过多，导致液压制动故障的发生，造成采煤机停机， 出煤量降低;再者，采煤机中的闸瓦是个磨损部件，长期工作会造成闸瓦变薄，从而使闸瓦与钢丝卷筒之间的间隙变大，降低了摩擦系数，闸瓦动作的失灵会造成安全事故的发生;另夕卜，采煤机中的液压制动是用来防止采煤机停机后下滑，如果采煤机机身笨重，爬坡大，需要的制动力矩较大，如果制动力矩不能满足采煤机的需要，使得采煤机不能正常工作，甚至损坏采煤机;最后，现有产生中都是等到液压制动出现故障时才停机进行维修，不能在运行中对液压制动中的温度、油压、闸瓦间隙、制动力矩等参数进行实时检测，提前预防采煤机液压制动方面故障的发生，便于现场工作人员了解采煤机液压制动的情况。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、易控制的采煤机液压制动监测装置，对采煤机液压制动的工作温度、油压、闸瓦间隙、制动力矩能够形成切实有效的检测，在以上各种参数超过上下限范围时及时发出声光报警提醒现场工作人员，使工作人员提前对采煤机可能出现的问题有所预防或在出现问题后能够及时了解问题所在，保证采煤机液压制动的连续运行和快速检修处理，避免采煤机停机维修，提高生产效率。【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种采煤机液压制动监测装置，其电路简单，设计合理，使用简便，对采煤机液压制动的工作温度、油压、闸瓦间隙、制动力矩进行实时检测，通过指示灯对故障进行定位，保证采煤机液压制动的连续运行和快速检修处理，避免采煤机停机维修，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:采煤机液压制动监测装置， 其特征在于:包括微控制器和采煤机液压制动数据监测单元，所述采煤机液压制动数据监测单元包括用于监测采煤机液压制动工作温度的温度监测单元、用于监测采煤机液压制动油压的液压监测单元、用于监测采煤机液压制动闸瓦间隙的闸间隙监测单元和用于监测采煤机液压制动力矩的正压力监测单元，所述微控制器的输入端接有用于参数设置的按键操作电路，所述微控制器的输出端接有报警电路和液晶显示电路，所述温度监测单元包括温度传感器和用于指示工作温度状态的第一指示灯电路，所述液压监测单元包括压力传感器、与压力传感器输出端相接的第一 A/D转换电路和用于指示油压状态的第二指示灯电路， 所述闸间隙监测单元包括电涡流传感器和用于指示闸瓦间隙状态的第三指示灯电路，所述正压力监测单元包括正压力检测模块和用于指示制动力矩状态的第四指示灯电路，所述正压力检测模块包括依次相接的应变片全桥电路模块、放大电路和第二A/D转换电路，所述温度传感器、第一 A/D转换电路、电涡流传感器和第二A/D转换电路的输出端均与微控制器的输入端相接，所述第一指示灯电路、第二指示灯电路、第三指示灯电路、第四指示灯电路和放大电路的输入端均与微控制器的输出端相接。
[0005]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述温度传感器包括传感器 DS18B20。[〇〇〇6]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述压力传感器为GDP40压力传感器;所述第一 A/D转换电路包括型号为ADC0832的芯片A1，所述芯片A1的CH0引脚与⑶P40压力传感器的SIG引脚相接，所述芯片A1的D1引脚和D0引脚的连接端与微控制器相接，所述芯片A1的CLK引脚和CS引脚均与微控制器相接。
[0007]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述电涡流传感器为INA-081电涡流传感器。
[0008]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述应变片全桥电路模块为KH-5-350-G4应变片模块;所述放大电路包括芯片LF398和运放0P07，所述芯片LF398的IN引脚与 KH-5-350-G4应变片模块的lout引脚相接，所述芯片LF398的0V引脚与滑动电阻R10的一个固定端相接，所述滑动电阻R10的另一个固定端经电阻R11接地，所述滑动电阻R10的滑动端与+15V电源输出端相接，所述芯片LF398的LR引脚经电容C4与芯片LF398的CH引脚相接，所述芯片LF398的L引脚与微控制器1相接，所述芯片LF398的OUT引脚经电阻R8与运放0P07的同相输入端相接，所述运放0P07的反相输入端分两路，一路经电阻R9接地，另一路经电阻 R12与运放0P07的输出端相接。
[0009]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述第二A/D转换电路包括型号为 ADC08 3 2的芯片A2，所述芯片A2的D0引脚与D1引脚的连接端、CS引脚和CLK引脚均与微控制器相接，所述芯片A2的CH0引脚与运放0P07的输出端相接。
[0010]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述第一指示灯电路包括发光二极管D1，所述发光二极管D1的阴极与微控制器相接，所述发光二极管D1的阳极经电阻R4与+ 5V电源输出端相接;所述第二指示灯电路包括发光二极管D2,所述发光二极管D2的阴极与微控制器相接，所述发光二极管D2的阳极经电阻R5与+5V电源输出端相接;所述第三指示灯电路包括发光二极管D3,所述发光二极管D3的阴极与微控制器相接，所述发光二极管D3的阳极经电阻R6与+5V电源输出端相接;所述第四指示灯电路包括发光二极管D4,所述发光二极管D4的阴极与微控制器相接，所述发光二极管D4的阳极经电阻R7与+5V电源输出端相接。
[0011]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述液晶显示电路为IXD1602显示屏。
[0012]上述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述微控制器包括AT89S52单片机。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:[〇〇14]1、本实用新型通过设置温度监测单元、液压监测单元、闸间隙监测单元和正压力监测单元，实时检测并采集采煤机液压制动的工作温度、油压、闸瓦间隙和制动力矩，采集信息数据准确度高，电路简单，功能完备。
[0015]2、通过设置第一指示灯电路、第二指示灯电路、第三指示灯电路和第四指示灯电路，一方面对采煤机液压制动的工作温度、油压、闸瓦间隙和制动力矩等状态进行指示，另一方面如采煤机液压制动发生故障即超过阈值参数时，通过指示灯对故障进行定位，同时通过报警电路进行报警提示，以便工作人员进行快速检修处理，保证采煤机液压制动的连续运行。
[0016]3、本实用新型设计结构简单，设计合理，功能完善，体积小，操作简单，实现方便， 实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型电路简单，设计合理，使用简便，对采煤机液压制动的工作温度、油压、闸瓦间隙、制动力矩进行实时检测，通过指示灯对故障进行定位，保证采煤机液压制动的连续运行和快速检修处理，避免采煤机停机维修，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型压力传感器和第一 A/D转换电路的电路连接关系示意图。[0021 ]图3为本实用新型应变片全桥电路模块、放大电路和第二A/D转换电路的电路连接关系不意图。
[0022]图4为本实用新型第一指示灯电路、第二指示灯电路、第三指示灯电路和第四指示灯电路的电路原理图。[〇〇23] 附图标记说明:[0〇24]1 一微控制器；2-1 —温度传感器；2-2—第一指不灯电路；[0〇25] 3-1 一压力传感器；3-2—第一A/D转换电路；3-3—第二指不灯电路；[0〇26]4-1 一电祸流传感器；4-2—第二指不灯电路；[〇〇27] 5-1—应变片全桥电路模块；5-2—放大电路；[〇〇28] 5-3—第二A/D转换电路；5-4—第四指示灯电路；
[0029] 6—按键操作电路；7—液晶显示电路；8—报警电路。【具体实施方式】
[0030]如图1所示，本实用新型包括微控制器1和采煤机液压制动数据监测单元，所述采煤机液压制动数据监测单元包括用于监测采煤机液压制动工作温度的温度监测单元、用于监测采煤机液压制动油压的液压监测单元、用于监测采煤机液压制动闸瓦间隙的闸间隙监测单元和用于监测采煤机液压制动力矩的正压力监测单元，所述微控制器1的输入端接有用于参数设置的按键操作电路6,所述微控制器1的输出端接有报警电路8和液晶显示电路 7,所述温度监测单元包括温度传感器2-1和用于指示工作温度状态的第一指示灯电路2-2， 所述液压监测单元包括压力传感器3-1、与压力传感器3-1输出端相接的第一 A/D转换电路 3-2和用于指示油压状态的第二指示灯电路3-3,所述闸间隙监测单元包括电涡流传感器4-1和用于指示闸瓦间隙状态的第三指示灯电路4-2,所述正压力监测单元包括正压力检测模块和用于指示制动力矩状态的第四指示灯电路5-4,所述正压力检测模块包括依次相接的应变片全桥电路模块5-1、放大电路5-2和第二A/D转换电路5-3,所述温度传感器2-1、第一 A/D转换电路3-2、电涡流传感器4-1和第二A/D转换电路5-3的输出端均与微控制器1的输入端相接，所述第一指示灯电路2-2、第二指示灯电路3-3、第三指示灯电路4-2、第四指示灯电路5-4和放大电路5-2的输入端均与微控制器1的输出端相接。[〇〇31]本实施例中，所述温度传感器2-1包括传感器DS18B20。[〇〇32]如图2所示，本实施例中，所述压力传感器3-1为⑶P40压力传感器;所述第一A/D转换电路3-2包括型号为ADC0832的芯片A1，所述芯片A1的CH0引脚与⑶P40压力传感器的SIG 弓丨脚相接，所述芯片A1的D1引脚和D0引脚的连接端与微控制器1相接，所述芯片A1的CLK引脚和CS引脚均与微控制器1相接。[〇〇33]本实施例中，所述电涡流传感器4-1为INA-081电涡流传感器。[〇〇34]如图3所示，本实施例中，所述应变片全桥电路模块5-1为KH-5-350-G4应变片模块;所述放大电路5-2包括芯片LF398和运放0P07,所述芯片LF398的IN引脚与KH-5-350-G4 应变片模块的lout引脚相接，所述芯片LF398的0V引脚与滑动电阻R10的一个固定端相接， 所述滑动电阻R10的另一个固定端经电阻R11接地，所述滑动电阻R10的滑动端与+15V电源输出端相接，所述芯片LF398的LR引脚经电容C4与芯片LF398的CH引脚相接，所述芯片LF398 的L引脚与微控制器1相接，所述芯片LF398的OUT引脚经电阻R8与运放0P07的同相输入端相接，所述运放0P07的反相输入端分两路，一路经电阻R9接地，另一路经电阻R12与运放0P07 的输出〗而相接。[〇〇35]如图3所示，本实施例中，所述第二A/D转换电路5-3包括型号为ADC0832的芯片A2，所述芯片A2的D0引脚与D1引脚的连接端、CS引脚和CLK引脚均与微控制器1相接，所述芯片 A2的CH0引脚与运放0P07的输出端相接。[〇〇36]如图4所示，本实施例中，所述第一指示灯电路2-2包括发光二极管D1，所述发光二极管D1的阴极与微控制器1相接，所述发光二极管D1的阳极经电阻R4与+5V电源输出端相接;所述第二指示灯电路3-3包括发光二极管D2,所述发光二极管D2的阴极与微控制器1相接，所述发光二极管D2的阳极经电阻R5与+5V电源输出端相接;所述第三指示灯电路4-2包括发光二极管D3,所述发光二极管D3的阴极与微控制器1相接，所述发光二极管D3的阳极经电阻R6与+5V电源输出端相接;所述第四指示灯电路5-4包括发光二极管D4,所述发光二极管D4的阴极与微控制器1相接，所述发光二极管D4的阳极经电阻R7与+5V电源输出端相接。 [〇〇37]本实施例中，所述液晶显示电路7为LCD1602显示屏。
[0038]本实施例中，所述微控制器1包括AT89S52单片机。
[0039]本实用新型使用时，通过按键操作电路6预先设定温度阈值、油压阈值、闸瓦间隙阈值和制动力矩阈值，温度传感器2-1实时监测采煤机液压制动的工作温度并将采集到的温度值发送至微控制器1，压力传感器3-1实时监测采煤机液压制动的油压并将采集到的油压信号送入第一 A/D转换电路3-2,第一 A/D转换电路3-2将采集到的油压模拟信号转换为油压数字信号，并将转换后的油压数字信号发送至微控制器1，电涡流传感器4-1实时监测闸瓦间隙并将采集到的闸瓦间隙发送至微控制器1，应变片全桥电路模块5-1实时监测制动力矩并将采集到的制动力矩信号送入放大电路5-2,同时微控制器1控制放大电路5-2的工作状态，经过放大电路5-2的处理转换为第二A/D转换电路5-3可接受的电压输入范围后送入第二A/D转换电路5-3中，第二A/D转换电路5-3将采集到的制动力矩模拟信号转换为制动力矩数字信号，并将转换后的制动力矩数字信号发送至微控制器1，微控制器1将接收到的温度值、油压数字信号、闸瓦间隙和制动力矩数字信号分别于预先设定的温度阈值、油压阈值、闸瓦间隙阈值和制动力矩阈值进行比较，另外，液晶显示电路7能够对温度值、油压数字信号、闸瓦间隙和制动力矩数字信号进行实时显示，方便查看，实现对采煤机液压制动的参数监测；当温度传感器2-1采集到的温度值大于先设定的温度阈值时，微控制器1控制第一指示灯电路2-2进行闪烁，用于指示采煤机液压制动的工作温度不正常，同时通过报警电路 8进行声音提示，以便工作人员进行检修；当微控制器1接收到的油压数字信号低于油压阈值时，微控制器1控制第二指示灯电路3-3进行闪烁，用于指示采煤机液压制动中的油压偏低，同时通过报警电路8进行声音提示，以便工作人员进行补充油；当电涡流传感器4-1采集到的闸瓦间隙大于预先设定的闸瓦间隙阈值时，微控制器1控制第三指示灯电路4-2进行闪烁，用于指示采煤机液压制动中的闸瓦间隙大，同时通过报警电路8进行声音提示，以便工作人员进行更换闸瓦，防止闸瓦磨损严重造成事故；当微控制器1接收到的制动力矩数字信号小于预先设定的制动力矩阈值时，微控制器1控制第四指示灯电路5-4进行闪烁，用于指示采煤机液压制动中的制动力矩小，同时通过报警电路8进行声音提示，以便工作人员对采煤机中的制动力矩进行调整，防止制动油路故障造成液压损坏引起采煤机的溜坡，使工作人员提前对采煤机可能出现的问题有所预防或在出现问题后能够及时了解问题所在，保证采煤机液压制动的连续运行和快速检修处理，避免采煤机停机维修，提高生产效率。
[0040]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.采煤机液压制动监测装置，其特征在于:包括微控制器(1)和采煤机液压制动数据监 测单元，所述采煤机液压制动数据监测单元包括用于监测采煤机液压制动工作温度的温度 监测单元、用于监测采煤机液压制动油压的液压监测单元、用于监测采煤机液压制动闸瓦 间隙的闸间隙监测单元和用于监测采煤机液压制动力矩的正压力监测单元，所述微控制器 (1)的输入端接有用于参数设置的按键操作电路(6)，所述微控制器(1)的输出端接有报警 电路(8)和液晶显示电路(7)，所述温度监测单元包括温度传感器(2-1)和用于指示工作温 度状态的第一指示灯电路(2-2)，所述液压监测单元包括压力传感器(3-1)、与压力传感器 (3-1)输出端相接的第一 A/D转换电路(3-2)和用于指示油压状态的第二指示灯电路(3-3)， 所述闸间隙监测单元包括电涡流传感器(4-1)和用于指示闸瓦间隙状态的第三指示灯电路 (4-2)，所述正压力监测单元包括正压力检测模块和用于指示制动力矩状态的第四指示灯 电路(5-4)，所述正压力检测模块包括依次相接的应变片全桥电路模块(5-1)、放大电路(5-2)和第二A/D转换电路(5-3)，所述温度传感器(2-1)、第一 A/D转换电路(3-2)、电涡流传感 器(4-1)和第二A/D转换电路(5-3)的输出端均与微控制器(1)的输入端相接，所述第一指示 灯电路(2-2)、第二指示灯电路(3-3)、第三指示灯电路(4-2)、第四指示灯电路(5-4)和放大 电路(5-2)的输入端均与微控制器(1)的输出端相接。2.按照权利要求1所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述温度传感器(2-1)包括传感器DS18B20。3.按照权利要求1或2所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述压力传感器 (3-1)为⑶P40压力传感器;所述第一 A/D转换电路(3-2)包括型号为ADC0832的芯片A1，所述 芯片A1的CHO引脚与GDP40压力传感器的SIG引脚相接，所述芯片A1的D1引脚和DO引脚的连 接端与微控制器(1)相接，所述芯片A1的CLK引脚和CS引脚均与微控制器(1)相接。4.按照权利要求1或2所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述电涡流传感 器(4-1)为INA-081电涡流传感器。5.按照权利要求1或2所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述应变片全桥 电路模块(5-1)为KH-5-350-G4应变片模块；所述放大电路(5-2)包括芯片LF398和运放 0P07，所述芯片LF398的IN引脚与KH-5-350-G4应变片模块的lout引脚相接，所述芯片LF398 的0V引脚与滑动电阻R10的一个固定端相接，所述滑动电阻R10的另一个固定端经电阻R11 接地，所述滑动电阻R10的滑动端与+15V电源输出端相接，所述芯片LF398的LR引脚经电容 C4与芯片LF398的CH引脚相接，所述芯片LF398的L引脚与微控制器(1)相接，所述芯片LF398 的OUT引脚经电阻R8与运放0P07的同相输入端相接，所述运放0P07的反相输入端分两路，一 路经电阻R9接地，另一路经电阻R12与运放0P07的输出端相接。6.按照权利要求5所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述第二A/D转换电 路(5-3)包括型号为ADC0832的芯片A2,所述芯片A2的DO引脚与D1引脚的连接端、CS引脚和 CLK引脚均与微控制器(1)相接，所述芯片A2的CH0引脚与运放0P07的输出端相接。7.按照权利要求1或2所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述第一指示灯 电路(2-2)包括发光二极管D1，所述发光二极管D1的阴极与微控制器(1)相接，所述发光二 极管D1的阳极经电阻R4与+5V电源输出端相接;所述第二指示灯电路(3-3)包括发光二极管 D2,所述发光二极管D2的阴极与微控制器(1)相接，所述发光二极管D2的阳极经电阻R5与+ 5V电源输出端相接;所述第三指示灯电路(4-2)包括发光二极管D3,所述发光二极管D3的阴极与微控制器(1)相接，所述发光二极管D3的阳极经电阻R6与+5V电源输出端相接;所述第 四指示灯电路(5-4)包括发光二极管D4,所述发光二极管D4的阴极与微控制器(1)相接，所 述发光二极管D4的阳极经电阻R7与+5V电源输出端相接。8.按照权利要求1或2所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述液晶显示电 路(7)为LCD1602显示屏。9.按照权利要求1或2所述的采煤机液压制动监测装置，其特征在于:所述微控制器(1) 包括AT89S52单片机。
【文档编号】G05B19/042GK205608462SQ201620410724
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】马宪民, 范文玲, 何凯, 刘宇欣, 杨洁, 张兴, 孙森
【申请人】西安科技大学