矿用输送机皮带断带抓捕设备的制作方法

本实用新型属于输送机皮带断带抓捕技术领域，具体涉及一种矿用输送机皮带断带抓捕设备。

背景技术：

煤矿生产中的一个重要环节是煤矿运输系统，目前煤矿运输系统主要采取的是输送机皮带运输。在煤矿运送中带式输送机一般要进行远距离、超长工作时间和超重运输量的工作，由于使用过程中胶带受力不均、落煤位置偏移、运输倾角大等问题可能造成输送机皮带松弛、打滑、跑偏、断带等。当输送机皮带由于过载、老化等质量问题和不当操作的原因突然断裂时，紧绷的输送机皮带因断裂会迅速下滑，甚至飞甩出去击向工作人员，并且撒落的大量煤块也会砸向人员和设备，威胁人员生命安全和损坏附近设备设施，造成巨大的经济损失。目前，已经提出来的技术基本都是输送机皮带断裂的报警装置，且多监测的范围过于广而无法精确判断输送机皮带的具体断裂点，不利于断裂后的紧急处理。而且大部分相关技术也只具有报警功能，没有紧急处理输送机皮带断裂后的防护功能。因此，需要一种矿用输送机皮带断带抓捕设备，针对带式输送机输送机皮带断裂进行有效处理，避免因输送机皮带断裂而造成的后续人员伤亡和设备损失情况。

技术实现要素：

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，提供一种矿用输送机皮带断带抓捕设备，其设计新颖合理，通过电涡流位移传感器与金属板感应获取输送机皮带松弛或断裂信息，定位精准，感应精确，适用可靠，采用减震机构驱动竖杆紧急按压输送机皮带并通过机械臂按压输送机皮带，保护带式输送机，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：矿用输送机皮带断带抓捕设备，其特征在于：包括带式输送机远程控制台和多个均与所述带式输送机远程控制台无线通信的断带抓捕装置，所述断带抓捕装置包括用于检测输送机皮带松弛断裂的探测机构和用于防止输送机皮带松断的机械臂，以及用于控制所述探测机构和机械臂工作的控制盒，所述探测机构包括靠近辅助滚筒设置在带式输送机机架上的金属板、一端通过减震机构连接在支架上的竖杆、转动安装在竖杆另一端且与输送机皮带相接触的滑轮和设置在竖杆内且与金属板配合的电涡流位移传感器；

减震机构包括减震活塞缸体和安装在减震活塞缸体内且带动竖杆升降的减震活塞板，以及连接减震活塞板和减震活塞缸体的减震弹簧，减震活塞缸体的侧壁上设置有安装空气进排气阀的第一气管和安装高压进排气阀的第二气管，减震活塞缸体通过所述第二气管与减震高压气缸连通；

所述机械臂由固定臂、转动臂和用于按压输送机皮带的按压掌组成，固定臂通过第一固定杆固定在支架上，转动臂的一端通过转动轴与固定臂连接，按压掌设置在转动臂的另一端；

控制盒包括防爆外壳、设置在所述防爆外壳内的电子线路板以及设置在所述防爆外壳上的声光报警器和显示屏，所述电子线路板上集成有微控制器、供电电源以及均与微控制器连接的无线射频电路和用于存储电涡流位移传感器与金属板距离阈值的存储器，电涡流位移传感器通过信号调理电路与微控制器相接，微控制器通过电机驱动模块控制转动轴转动，转动轴、声光报警器、显示屏、空气进排气阀和高压进排气阀均微控制器控制；

信号调理电路由依次连接的相敏检波电路、高精度运算放大器电路、电压跟随电路和模数转换电路组成；无线射频电路与所述带式输送机远程控制台进行通信，所述机械臂与辅助滚筒一一对应。

上述的矿用输送机皮带断带抓捕设备，其特征在于：所述防爆外壳通过第二固定杆固定在支架上。

上述的矿用输送机皮带断带抓捕设备，其特征在于：所述按压掌朝向辅助滚筒的一面为与辅助滚筒外弧面配合的弧面。

上述的矿用输送机皮带断带抓捕设备，其特征在于：所述相敏检波电路包括模拟乘法器ADL5391，高精度运算放大器电路包括高精度运算放大器OP07。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置电涡流位移传感器和金属板配合探测距离，进而确定出输送机皮带的上行皮带与带式输送机机架的间距，采用存储器存储输送机皮带的上行皮带与带式输送机机架的距离阈值，从而确定输送机皮带的松弛状态或断裂状态，使用灵活，适用性强；金属板的设置不但能满足距离的探测，同时还可在输送机皮带断裂时，与竖杆配合锁定断裂的输送机皮带，使用效果好，便于推广使用。

2、本实用新型通过设置减震机构的优势有两个，一是在竖杆上下运动时有助于对带式输送机的输送机皮带起缓冲作用，一是在带式输送机的输送机皮带断裂时有助于按压输送机皮带，第一时间保护带式输送机，避免带式输送机的输送机皮带飞甩伤害工作人员，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过为每一个辅助滚筒安装机械臂，当有输送机皮带发生断裂现象，通过多个机械臂配合按压输送机皮带，避免输送机皮带快速的脱落，稳定有效。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，通过电涡流位移传感器与金属板感应获取输送机皮带松弛或断裂信息，定位精准，感应精确，适用可靠，采用减震机构驱动竖杆紧急按压输送机皮带并通过机械臂按压输送机皮带，保护带式输送机，便于推广使用。

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

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型机械臂与输送机皮带、辅助滚筒和支架的位置关系示意图。

图3为本实用新型减震机构的结构示意图。

图4为图1中A处放大图。

图5为本实用新型控制盒与电涡流位移传感器和金属板的电路连接关系示意图。

图6为本实用新型信号调理电路的电路原理框图。

附图标记说明:

1—控制盒； 1-1—供电电源； 1-4—微控制器；

1-5—声光报警器； 1-6—显示屏； 1-7—无线射频电路；

1-8—电机驱动模块； 1-9—存储器； 2—支架；

3—竖杆； 4—减震机构； 4-1—减震高压气缸；

4-2—高压进排气阀； 4-3—空气进排气阀； 4-4—减震弹簧；

4-5—减震活塞板； 4-6—减震活塞缸体； 5—第二固定杆；

6—滑轮； 7—输送机皮带； 8—辅助滚筒；

9—电涡流位移传感器； 10—金属板； 13—机械臂；

13-1—按压掌； 13-2—转动臂； 13-3—固定臂；

13-4—转动轴； 14—带式输送机机架； 15—第一固定杆；

20—信号调理电路； 20-1—相敏检波电路；

20-2—高精度运算放大器电路； 20-3—电压跟随电路；

20-4—模数转换电路。

具体实施方式

如图1至图6所示，本实用新型所述的矿用输送机皮带断带抓捕设备，包括带式输送机远程控制台和多个均与所述带式输送机远程控制台无线通信的断带抓捕装置，所述断带抓捕装置包括用于检测输送机皮带7松弛断裂的探测机构和用于防止输送机皮带7松断的机械臂13，以及用于控制所述探测机构和机械臂13工作的控制盒1，所述探测机构包括靠近辅助滚筒8设置在带式输送机机架14上的金属板10、一端通过减震机构4连接在支架2上的竖杆3、转动安装在竖杆3另一端且与输送机皮带7相接触的滑轮6和设置在竖杆3内且与金属板10配合的电涡流位移传感器9；

需要说明的是，多个断带抓捕装置的设置是为了保证输送机皮带7断裂后沿输送机皮带7运行方向上设置多个保护点同时对输送机皮带7进行按压保护，起到快速稳定制动的作用，避免单个断带抓捕装置效果差或误动导致的未对带式输送机制动起作用；每个断带抓捕装置中均对应一个辅助滚筒8，通过为每一个辅助滚筒8安装一个探测机构实时检测输送机皮带7断裂，通过竖杆3的上下运动带动电涡流位移传感器9上下运动，与金属板10配合探测距离，进而确定出输送机皮带7的上行皮带与带式输送机机架14的间距，设置输送机皮带7的上行皮带与带式输送机机架14的距离阈值，从而确定输送机皮带7的松弛状态或断裂状态，使用灵活，适用性强；金属板14的设置一时为了能满足感应距离，而是为了在输送机皮带7断裂时，与竖杆3配合锁定断裂的输送机皮带7，使用效果好，定位快速精准；通过为每一个辅助滚筒8配备一个机械臂13，当有输送机皮带7发生断裂现象，通过机械臂13按压输送机皮带7，避免输送机皮带7快速的脱落，避免煤炭飞溅损坏设备以及伤害他人；同时靠近每一个辅助滚筒8的旁侧上均安装竖杆3，竖杆3的安装一方面为电涡流位移传感器9提供移动安装基础，另一方面与减震机构4配合按压输送机皮带7，辅助带式输送机的制动。

减震机构4包括减震活塞缸体4-6和安装在减震活塞缸体4-6内且带动竖杆3升降的减震活塞板4-5，以及连接减震活塞板4-5和减震活塞缸体4-6的减震弹簧4-4，减震活塞缸体4-6的侧壁上设置有安装空气进排气阀4-3的第一气管和安装高压进排气阀4-2的第二气管，减震活塞缸体4-6通过所述第二气管与减震高压气缸4-1连通；

需要说明的是，设置减震机构4的目的有两个，一是在竖杆4上下运动时有助于对输送机皮带7起缓冲作用，一是在输送机皮带7断裂时有助于按压输送机皮带7，第一时间保护带式输送机，避免输送机皮带7飞甩伤害工作人员，当输送机皮带7正常工作时，竖杆3上下移动，竖杆3的下端安装有滑轮6，滑轮6与输送机皮带7相接触，滑轮6保持滚动，以减少输送机皮带7和竖杆3的摩擦力，也减小了输送机皮带7的磨损程度，空气进排气阀4-3的设置是保证当输送机皮带7正常工作时，减震活塞缸体4-6内自由进出空气，实现对竖杆3上下移动的缓冲；当输送机皮带7断裂时，竖杆3由于自重下沉，电涡流位移传感器9向下移动，微控制器1-4驱动高压进排气阀4-2，减震高压气缸4-1的高压气体涌入减震活塞缸体4-6内，将减震活塞板4-5向下顶，拉伸减震弹簧4-4，使得竖杆3向下移动，与金属板10相抵，可以锁定输送机皮带7。

所述机械臂13由固定臂13-3、转动臂13-2和用于按压输送机皮带7的按压掌13-1组成，固定臂13-3通过第一固定杆15固定在支架2上，转动臂13-2的一端通过转动轴13-4与固定臂13-3连接，按压掌13-1设置在转动臂13-2的另一端；

本实施例中，所述按压掌13-1朝向辅助滚筒8的一面为与辅助滚筒8外弧面配合的弧面。

需要说明的是，固定臂13-3的设置是为转动臂13-2提供固定支点，转动臂13-2的一端通过转动轴13-4与固定臂13-3连接，转动轴13-4由通过电机驱动模块1-8由微控制器1-4控制，实际使用中，可根据环境空间尽可能的延长转动臂13-2的长度，进而减轻按压掌13-1的作用力，延长按压掌13-1的使用寿命。

需要说明的是，所述按压掌13-1朝向辅助滚筒8的一面为弧面的目的是为与辅助滚筒8外弧面无缝配合，增加按压掌13-1按压输送机皮带7的作用力，进而使输送机皮带7不易脱落，采用面摩擦的方式比线摩擦更可靠，更快速的制动，提高运煤机的制动效果。

控制盒1包括防爆外壳、设置在所述防爆外壳内的电子线路板以及设置在所述防爆外壳上的声光报警器1-5和显示屏1-6，所述电子线路板上集成有微控制器1-4、供电电源1-1以及均与微控制器1-4连接的无线射频电路1-7和用于存储电涡流位移传感器9与金属板10距离阈值的存储器1-9，电涡流位移传感器9通过信号调理电路20与微控制器1-4相接，微控制器1-4通过电机驱动模块1-8控制转动轴13-4转动，转动轴13-4、声光报警器1-5、显示屏1-6、空气进排气阀4-3和高压进排气阀4-2均微控制器1-4控制；

本实施例中，所述防爆外壳通过第二固定杆5固定在支架2上。

需要说明的是，井下环境复杂恶劣，防爆安全是井下设备的首要解决的问题，防爆外壳的设置是为了保证控制盒1内用电设备的使用安全，避免控制盒1内用电设备的点火花对煤矿井下造成威胁，声光报警器1-5的设置是为了在发生输送机皮带7断裂后能够及时的发出警报信号，第一时间告知输送机皮带7断裂以及输送机皮带7断裂位置，信号调理电路20实时向微控制器1-4传输信号，使每个微控制器1-4实时处于监测状态。

需要说明的是，电涡流位移传感器9是一种输出电压信号的电子器件，当电涡流位移传感器9与金属板10的距离接近时，金属板10表面接收电涡流位移传感器9中的高频振荡能量，使电涡流位移传感器9中的振荡器输出幅度线性的衰减，采用非接触的方式探测距离，电涡流位移传感器9工作时不受井下灰尘影响，使用寿命长，非常适合在煤矿井下恶劣环境中使用。

信号调理电路20由依次连接的相敏检波电路20-1、高精度运算放大器电路20-2、电压跟随电路20-3和模数转换电路20-4组成；无线射频电路1-7与所述带式输送机远程控制台进行通信，所述机械臂13与辅助滚筒8一一对应。

需要说明的是，相敏检波电路20-1的设置是为了去除电涡流位移传感器9的信号高频噪声，提取有效信号，起到低通滤波的效果；高精度运算放大器电路20-2的设置是为了对相敏检波电路20-1获取的微弱信号进行有效的放大，便于后期处理；电压跟随电路20-3的设置是为了稳定保持放大后的电压信号，提供一个稳定可靠电压值。

本实施例中，所述相敏检波电路20-1包括模拟乘法器ADL5391，高精度运算放大器电路20-2包括高精度运算放大器OP07。

需要说明的是，模拟乘法器ADL5391可在温度范围为-40℃至+85℃的环境中工作，满足实际井下工作需求。

本实用新型使用时，带式输送机远程控制台控制多个断带抓捕装置的同时控制带式输送机的主滚筒停机，由于输送机皮带7运输距离远，主滚筒停机延时长，不能快速有效的实现带式输送机制动，因此，采用多个断带抓捕装置配合使用，实现带式输送机断带抓捕工作。

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。