一种矿用道岔旋转司控电控箱的制作方法

本发明属于煤矿井下运输设备领域技术领域，尤其是涉及一种矿用道岔旋转司控电控箱。

背景技术：

矿井运输中，矿井轨道是运输重要设施，在矿井生产中不可缺少。井下轨道多变复杂，往往会出现许多岔道，道岔是一种保证机车车辆安全转线的设备，用于连接第一岔道或者第二岔道。道岔的控制方式为手动、电动和气动，控制道岔旋转转向使其与第一岔道或第二岔道连接。近年来随着现代化科技不断进步，煤矿开采设备单位运输体积越来越大，尤其是在高瓦斯、大倾角、长距离、重载荷的工况条件下，对运输设备的要求也越来越高，矿内道岔的灵活转向，直接关系到矿内的运输效率。目前，德国上市公司制造的齿轨卡轨车运输系统是解决这一难题的主流产品，在国内已大面积推广，齿轨卡轨车运输系统中的道岔具有一些优势：工作可靠，与普通矿车兼容，缩短了重载设备搬面的工作时间。但它的液压控制系统简单粗陋，而且煤矿巷道中的机车运行中改变机车运行的轨道时，一般采用纯手动的操作方式，每次都需要在道岔前停下机车，人工换向后才能通过，尤其在上下坡时，这种方式是十分危险的，也与现代化矿井建设极不协调。但煤矿井下存在煤尘及甲烷等爆炸性气体，若还是现场手动操作，既浪费人力又存在安全隐患、对操作者的身体也会造成伤害，而且浪费巷道运输行车时间，降低矿井运输能力，工作效率低。目前也没有液压换向的矿用道岔司控电控设备，只有简单的气动控制电控箱，而二者控制原理不同，根本无法使用。现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、易控制的一种矿用道岔旋转司控电控箱，通过数据采集模块控制液压驱动模块驱动道岔转向，免去手动操作的繁杂，且保证换向准确，提高了运输效率，避免手动操作不到位、误操作等引发的严重安全事故。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿用道岔旋转司控电控箱，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，免去手动操作的繁杂，且保证换向准确，提高了运输效率，避免手动操作不到位、误操作等引发的严重安全事故。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征在于：包括箱体和用于控制道岔旋转换向的电路控制模块，所述电路控制模块包括：

数据处理模块，用于无线接收发射器发送的控制命令，并且根据该控制命令对发送驱动命令；

数据采集模块，用于采集道岔工作状态，并将采集到的工作状态发送至所述数据处理模块；

液压驱动模块，用于接收所述数据处理模块发送的驱动命令，并按照该驱动命令完成道岔旋转换向的相应动作；

所述数据采集模块包括设置在道岔上的压力检测单元、设置在第一岔道上的第一位置检测单元和设置在第二岔道上的第二位置检测单元，所述第一位置检测单元和设置在第二岔道上的第二位置检测单元均与所述数据处理模块连接；

所述液压驱动模块包括用于驱动道岔进行旋转换向的液压执行机构、用于控制所述液压执行机构动作且由所述数据处理模块控制的液压控制机构和用于给所述液压执行机构提供动力的液压动力机构；

所述箱体为防爆箱体，所述防爆箱体包括用于容纳电源线、信号线及控制线的上箱体、设置在上箱体下方且用于容纳所述数据处理模块的下箱体和设置在下箱体底部且用于盛放上箱体及下箱体的机架，所述机架为雪橇式机架，所述上箱体上设置有多个供电源线走线的第一接线端口和多个用于信号线走线的第二接线端口，所述上箱体与下箱体相连接的面上设置有用于电源线进出的第一过线孔和用于信号线及控制线进出的第二过线孔。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述数据处理模块包括主控器，所述主控器接有报警电路、用于无线接收发射器发送信号并进行处理的接收模块和用于指示道岔方向状态的指示模块，所述压力检测单元、第一位置检测单元和第二位置检测单元均与所述主控器连接，所述液压控制机构由所述主控器进行控制。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述液压动力机构包括液压泵和用于驱动液压泵动作的电动机模块，所述液压执行机构为液压油缸，所述液压油缸通过输油管与液压泵连接，所述液压控制机构为电磁阀，所述电磁阀与电磁阀驱动器连接，所述电磁阀驱动器由所述主控器进行控制且其与所述主控器连接，所述电磁阀设置在所述输油管上。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述液压油缸的数量为两个，两个所述液压油缸分别为用于驱动道岔旋转且与道岔两端连接的第一液压油缸和第二液压油缸，所述输油管的数量为两个，两个所述输油管分别为第一输油管和第二输油管，所述第一液压油缸和第二液压油缸分别通过所述第一输油管和所述第二输油管与液压泵连接，所述电磁阀设置在所述第一输油管和所述第二输油管上。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述电动机模块包括电动机、为电动机供电的主电源和控制电动机的电机控制模块，所述电机控制模块包括依次相接的断路器、接触器和电动机保护电路，所述电动机保护电路与电动机连接，所述断路器与主电源连接，所述主电源为380V交流电或660V交流电，所述接触器由所述主控制器进行控制。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述电磁阀为三位四通电磁阀，所述电磁阀的两个工作油口分别与所述第一输油管和所述第二输油管连接。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述下箱体的长度为325mm～335mm，所述下箱体的宽度为325mm～335mm，所述下箱体的高度为330mm～340mm，所述上箱体的长度为220mm～230mm，所述上箱体的宽度为220mm～230mm，所述上箱体的高度为150mm～170mm；

所述下箱体的中心线和上箱体的中心线相互重合。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述下箱体包括可开合的前盖，所述前盖的连接处设置有铰链，所述下箱体内中部设置有横板，所述横板将下箱体分割为上层和下层；

所述上箱体内的底部设置有防松块；

所述下箱体上层的中部设置有第一走线槽，所述下箱体下层的中部设置有第二走线槽，所述第一走线槽和第二走线槽的尺寸均相同且二者均为矩形走线槽，所述第一走线槽和第二走线槽呈竖向布设，且所述第一走线槽的中心线与第二走线槽的中心线重合。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述电路控制模块还包括电源模块，所述电源模块包括设置在下箱体上层一侧的本安电源和设置在下箱体下层一侧的开关电源，所述下箱体上层的另一侧设置有接线端子，所述下箱体下层的另一侧设置有继电器组；

所述本安电源为12V本安电源，所述开关电源为24V电源。

上述一种矿用道岔旋转司控电控箱，其特征是：所述指示模块包括用于指示道岔与第一岔道连接的第一指示灯和用于指示道岔与第二岔道连接的第二指示灯；

所述继电器组包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器和第二继电器分别与第一指示灯和第二指示灯连接，且第一继电器和第二继电器均由所述主控器进行控制；

所述数据处理模块还包括与主控器连接的参数设置单元和显示器，所述参数设置单元和显示器均位于箱体外。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的箱体结构简单、设计合理且加工制作简便，投入成本较低。

2、所采用的箱体包括上箱体和下箱体，整体采用防爆结构，并且结构紧凑、占用空间小，所述上箱体用于容纳电源线、信号线及控制线，所述下箱体用于容纳数据处理模块，电源线通过第一过线孔走线，信号线和控制线通过第二过线孔走线，通过将电源线和信号线及控制线分开走线，避免产生干扰，通过设置雪橇式机架，在箱体静置时可以防潮防水，在箱体搬运时方便移动，操作简单，省时省力，可根据实际需求，移动至道岔处。

3、所采用的箱体使用操作简便且使用效果好，通过使用发射器、向箱体发射无线信号，布设在箱体内的数据处理模块中接收单元接收到信号经过处理，数据处理模块向液压驱动模块发送驱动命令，通过液压驱动模块驱动道岔旋转换向，控制简便，操作过程易于控制。

4、所采用的数据采集模块结构简单、设计合理且使用效果好，包括压力检测单元、第一位置检测单元和第二位置检测单元，通过压力检测单元实时检测道岔上是否存在重物，影响道岔的换向，通过第一位置检测单元实时检测道岔是否与第一岔道连接，通过第二位置检测单元实时检测道岔是否与第二岔道连接，能有效保障道岔的换向准确性。

5、所采用的液压驱动模块设计合理、使用操作简便且驱动效果好，主控制器向液压控制机构发送驱动命令，液压动力机构为液压执行机构提供动力，液压动力机构同时伸出或收缩，推动岔道装置向第一道岔或第二道岔转向，从而使得机车顺利转线，提高矿内的运输效率。

6、所采用的司控电控箱自动化程度高、提高运输效率且省工省时，并且换向准确，可保证生产安全。

综上所述，本发明结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，通过数据采集模块控制液压驱动模块驱动道岔转向，免去手动操作的繁杂，且保证换向准确，提高了运输效率，避免手动操作不到位、误操作等引发的严重安全事故。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明除去箱体前侧后的结构示意图。

图2为本发明除去下箱体左侧后的结构示意图。

图3为本发明下箱体上层的结构示意图。

图4为本发明下箱体下层的结构示意图。

图5为本发明上箱体除去箱体上侧后的结构示意图。

图6为本发明电路控制模块的电路原理框图。

图7为本发明断路器、接触器、电动机保护电路和电动机的电路连接关系示意图。

附图标记说明:

1—箱体； 1-1—上箱体； 1-2—下箱体；

1-3—机架； 2—第二接线端口； 3—本安电源；

4—接触器； 5—断路器； 6—开关电源；

7—PLC模块； 7-1—第一位置检测单元；

7-2—第二位置检测单元； 7-3—压力检测单元；

7-4—参数设置单元； 7-5—报警电路；

7-6—显示器； 7-7—第一继电器； 7-8—第二继电器；

7-9—电磁阀驱动器； 7-10—电磁阀； 7-11—电动机；

7-12—液压泵； 7-13—主电源； 7-14—第一液压油缸；

7-15—第二液压油缸； 8—继电器组； 10—第一接线端口；

12—接线端子； 12-1—第二指示灯； 13—接收模块；

13-1—第一指示灯； 14—第一走线槽； 15—第二走线槽；

16—第一过线孔； 17—第二过线孔； 18—防松块；

20—电动机保护电路； 21—道岔； 22—发射器。

具体实施方式

如图1～图7所示的一种矿用道岔旋转司控电控箱，包括箱体1和用于控制道岔21旋转换向的电路控制模块，所述电路控制模块包括：

数据处理模块，用于无线接收发射器22发送的控制命令，并且根据该控制命令对发送驱动命令；

数据采集模块，用于采集道岔21工作状态，并将采集到的工作状态发送至所述数据处理模块；

液压驱动模块，用于接收所述数据处理模块发送的驱动命令，并按照该驱动命令完成道岔21旋转换向的相应动作；

所述数据采集模块包括设置在道岔21上的压力检测单元7-3、设置在第一岔道上的第一位置检测单元7-1和设置在第二岔道上的第二位置检测单元7-2，所述第一位置检测单元7-1和设置在第二岔道上的第二位置检测单元7-2均与所述数据处理模块连接；

所述液压驱动模块包括用于驱动道岔21进行旋转换向的液压执行机构、用于控制所述液压执行机构动作且由所述数据处理模块控制的液压控制机构和用于给所述液压执行机构提供动力的液压动力机构；

所述箱体1为防爆箱体，所述防爆箱体包括用于容纳电源线、信号线及控制线的上箱体1-1、设置在上箱体1-1下方且用于容纳所述数据处理模块的下箱体1-2和设置在下箱体1-2底部且用于盛放上箱体1-1及下箱体1-2的机架1-3，所述机架1-3为雪橇式机架，所述上箱体1-1上设置有多个供电源线走线的第一接线端口10和多个用于信号线走线的第二接线端口2，所述上箱体1-1与下箱体1-2相连接的面上设置有用于电源线进出的第一过线孔16和用于信号线及控制线进出的第二过线孔17。

实际使用过程中，该司控电控箱可采用遥控式操作，操作者通过操作发射器22，设置在箱体1内的接收模块13用于无线接收发射器22发送的控制命令，并且接收模块13经过处理并发送至PLC模块7，进而PLC模块7根据该控制命令控制电磁阀7-10工作，使第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15工作，带动道岔21转向，控制过程简单，而且可远距离操作，减轻操作者劳动强度，避免手动操作对操作者的身体伤害。

实际使用过程中，通过设置压力检测单元7-3，对道岔21上是否存在重物即煤矿或碎石进行实时检测并将检测到的压力信号发送至PLC模块7，当压力检测单元7-3采集到道岔21上存在重物即煤矿或碎石时，PLC模块7控制报警电路7-5报警提示，提示工作人员进行及时清除，避免道岔21未能及时转向，影响机车车辆运行，严重造成生产事故。

实际使用过程中，箱体1设置为防爆箱体，可适用于煤矿井下煤尘及甲烷爆炸性气体的多种恶劣危险环境，能够有效防止煤矿井中的煤尘和湿水气对箱体1中数据处理模块的损坏，大大延长了司控电控箱的使用寿命。

实际使用过程中，上箱体1-1和下箱体1-2的设置，所述上箱体1-1用于容纳电源线、信号线及控制线，所述下箱体1-2用于容纳所述数据处理模块，便于走线和安装，使得箱体1的结构紧凑、空间利用率最大化，占用空间小，使箱体体积最小化。通过设置第一过线孔16和第二过线孔17，第一过线孔16供电源线走线，第二过线孔17供信号线和控制线走线，从而将电源线与信号线和控制线分开，避免产生干扰。

实际使用过程中，雪橇式机架的设置，在箱体1静置时可以防潮防水，且在箱体1搬运时方便移动，操作简单，省时省力，可根据实际需求，移动至道岔21处。

实际使用过程中，所述第一接线端口10为隔爆喇叭口接口，通过隔爆喇叭口接口将所述电源线与所述防爆箱体内的所述数据处理模块连接。

本实施例中，所述数据处理模块包括主控器，所述主控器接有报警电路7-5、用于无线接收发射器22发送信号并进行处理的接收模块13和用于指示道岔21方向状态的指示模块，所述压力检测单元7-3、第一位置检测单元7-1和第二位置检测单元7-2均与所述主控器连接，所述液压控制机构由所述主控器进行控制。

实际使用过程中，所述主控器为PLC模块7。

实际使用过程中，液压驱动模块的设置，PLC模块7通过电磁阀驱动器7-9控制电磁阀7-9工作，液压泵7-12通过所述第一输油管和所述第二输油管为第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15提供液压油，第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15的伸出或收缩，推动道岔21向第一道岔或第二道岔转向，控制简便，操作过程易于控制，从而使得机车顺利转线，提高矿内的运输效率。

实际使用过程中，第一位置检测单元7-1和第二位置检测单元7-2的设置，第一位置检测单元7-1实时检测道岔21是否与第一岔道连接，第二位置检测单元7-2实时检测道岔21是否与第二岔道连接，保证道岔21与第一岔道或第二岔道准确连接，从而能有效保障道岔的换向准确性，避免道岔21转向不准确或者误操作未达到转向而引发的严重安全事故。

本实施例中，所述液压动力机构包括液压泵7-12和用于驱动液压泵7-12动作的电动机模块，所述液压执行机构为液压油缸，所述液压油缸通过输油管与液压泵7-12连接，所述液压控制机构为电磁阀7-10，所述电磁阀7-10与电磁阀驱动器7-9连接，所述电磁阀驱动器7-9由所述主控器进行控制且其与所述主控器连接，所述电磁阀7-10设置在所述输油管上。

本实施例中，所述液压油缸的数量为两个，两个所述液压油缸分别为用于驱动道岔21旋转且与道岔21两端连接的第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15，所述输油管的数量为两个，两个所述输油管分别为第一输油管和第二输油管，所述第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15分别通过所述第一输油管和所述第二输油管与液压泵7-12连接，所述电磁阀7-10设置在所述第一输油管和所述第二输油管上。

本实施例中，所述电动机模块包括电动机7-11、为电动机7-11供电的主电源7-13和控制电动机7-11的电机控制模块，所述电机控制模块包括依次相接的断路器5、接触器4和电动机保护电路20，所述电动机保护电路20与电动机7-11连接，所述断路器5与主电源7-13连接，所述主电源7-13为380V交流电或660V交流电，所述接触器4由所述主控制器进行控制。

实际使用过程中，所述断路器5为断路器QF1，所述接触器4为接触器KM1，所述电机保护电路20为电机保护器JDB-60A，所述液压泵7-12为电机M，所述380V交流电或660V交流电的三相输出端与断路器QF的三相输入端相接，所述断路器QF的三相输出端与接触器KM1的常开触点的输入端相接，所述电机保护器JDB-60A串接在接触器KM1的常开触点的输出端与电机M的输入端之间，所述电机保护器JDB-60A的第4引脚和第6引脚之间接有36V交流电相接，所述电机保护器JDB-60A的第3引脚和第9引脚之间接有继电器K8的线圈，所述电机保护器JDB-60A的第33引脚和电机保护器JDB-60A三相输出端中的L1相线相接。

实际使用过程中，所述380V交流电或660V交流电经过变压器处理得到36V交流电，为电机保护器JDB-60A供电，电机保护器JDB-60A正常工作，当电机M中的电流过大，电机保护器JDB-60A中的继电器K8的线圈失电，继电器K8的常开触点断开，PLC模块7控制接触器KM1工作，接触器KM1的线圈失电，接触器KM1的常开触点断开，电机M断电停止转动，从而保护电机M，减少故障的扩大化，保证液压泵7-12正常工作，使岔道21能及时换向。

本实施例中，所述电磁阀7-10为三位四通电磁阀，所述电磁阀7-10的两个工作油口分别与所述第一输油管和所述第二输油管连接。

本实施例中，所述下箱体1-2的长度为325mm～335，所述下箱体1-2的宽度为325mm～335mm，所述下箱体1-2的高度为330mm～340mm，所述上箱体1-1的长度为220mm～230mm，所述上箱体1-1的宽度为220mm～230mm，所述上箱体1-1的高度为150mm～170mm；

所述下箱体1-2的中心线和上箱体1-1的中心线相互重合。

本实施例中，所述下箱体1-2包括可开合的前盖，所述前盖的连接处设置有铰链，所述下箱体1-2内中部设置有横板，所述横板将下箱体1-2分割为上层和下层；

所述上箱体1-1内的底部设置有防松块18；

所述下箱体1-2上层的中部设置有第一走线槽14，所述下箱体1-2下层的中部设置有第二走线槽15，所述第一走线槽14和第二走线槽15的尺寸均相同且二者均为矩形走线槽，所述第一走线槽14和第二走线槽15呈竖向布设，且所述第一走线槽14的中心线与第二走线槽15的中心线重合。

实际使用过程中，通过设置防松块18，用于对电源线、控制线和信号线走线进行固定，避免操作者误操作情况下，电源线、控制线或信号线不会被拉拽移动，保证接线准确，司控电控箱正常工作。

本实施例中，所述电路控制模块还包括电源模块，所述电源模块包括设置在下箱体1-2上层一侧的本安电源3和设置在下箱体1-2下层一侧的开关电源6，所述下箱体1-2上层的另一侧设置有接线端子12，所述下箱体1-2下层的另一侧设置有继电器组8；

所述本安电源3为12V本安电源，所述开关电源6为24V电源。

实际使用过程中，所述接线端子12和接收模块13位于下箱体1-2上层的同一侧，所述断路器5、接触器4、电动机保护电路20和开关电源6位于下箱体1-2下层的同一侧，所述继电器组8和所述PLC模块7位于下箱体1-2下层的同一侧，分层布设体积最小，且方便走线排布。

本实施例中，所述指示模块包括用于指示道岔21与第一岔道连接的第一指示灯13-1和用于指示道岔21与第二岔道连接的第二指示灯12-1；

所述继电器组8包括第一继电器7-7和第二继电器7-8，所述第一继电器7-7和第二继电器7-8分别与第一指示灯13-1和第二指示灯12-1连接，且第一继电器7-7和第二继电器7-8均由所述主控器进行控制；

所述数据处理模块还包括与主控器连接的参数设置单元7-4和显示器7-6，所述参数设置单元7-4和显示器7-6均位于箱体1外。

实际使用过程中，所述第一继电器7-7和第二继电器7-8均为薄片式继电器，该薄片式继电器尺寸小，节省安装空间与时间，提高系统稳定性，且可在无需断开插座接线情况下进行更换，安装和维护便捷。

本发明使用时：发射器22无线发射将道岔21与所述第一岔道连接控制命令，接收模块13接收到道岔21与所述第一岔道连接控制命令并经过处理发送至PLC模块7，PLC模块7接收到道岔21与所述第一岔道连接控制命令，PLC模块7通过电磁阀驱动器7-9控制电磁阀7-10工作，同时，主电源7-13依次通过断路器5、接触器4和电机保护电路20控制电动机7-11工作为液压泵7-12提供动力，液压泵7-12分别通过所述第一输油管和第二输油管驱动第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15工作，第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15的柱塞伸长，推动道岔21与所述第一岔道连接，设置在所述第一岔道上的第一位置检测单元7-1实时检测道岔21与所述第一岔道是否连接，并将采集到的第一位置信号发送至PLC模块7，当第一位置检测单元7-1采集到第一位置信号时，PLC模块7通过第一继电器7-7控制第一指示灯13-1亮，同时，PLC模块7控制显示器7-6显示道岔21与所述第一岔道连接成功，通过显示器7-6显示和第一指示灯13-1共同指示道岔21与所述第一岔道连接成功，避免显示器7-6显示或第一指示灯13-1发生故障，而不能准确指示道岔21与所述第一岔道连接成功与否，从而造成生产事故或增大维修工作；当第一位置检测单元7-1未采集到第一位置信号时，PLC模块7控制报警电路7-5提示道岔21与所述第一岔道连接未成功，方便操作者及时进行排查，避免事故的发生；

发射器22无线发射将道岔21与所述第二岔道连接控制命令，接收模块13接收到道岔21与所述第二岔道连接控制命令并经过处理发送至PLC模块7，PLC模块7接收到道岔21与所述第二岔道连接控制命令，PLC模块7通过电磁阀驱动器7-9控制电磁阀7-10不工作，液压泵7-12不工作，不能通过所述第一输油管和第二输油管驱动第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15工作，第一液压油缸7-14和第二液压油缸7-15的柱塞收缩，拉动道岔21与所述第二岔道连接，设置在所述第二岔道上的第二位置检测单元7-2实时检测道岔21与所述第二岔道是否连接，并将采集到的第二位置信号发送至PLC模块7，当第二位置检测单元7-2采集到第二位置信号时，PLC模块7通过第二继电器7-8控制第二指示灯12-1亮，同时，PLC模块7控制显示器7-6显示道岔21与所述第二岔道连接成功，通过显示器7-6显示和第二指示灯12-1共同指示道岔21与所述第二岔道连接成功，避免显示器7-6显示或第二指示灯12-1发生故障，而不能准确指示道岔21与所述第二岔道连接成功与否，从而造成生产事故或增大维修工作；当第二位置检测单元7-2未采集到第二位置信号时，PLC模块7控制报警电路7-5提示道岔21与所述第二岔道连接未成功，方便操作者及时进行排查，避免事故的发生，有效保障道岔的换向准确性，实用性强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明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，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。