专利名称：具有人身安全防护功能的液压支架控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及液压支架控制技术领域，具体地说，涉及ー种具有人身安全防护功能的液压支架控制装置及其控制方法。
背景技术：
液压支架是煤矿综采(放)工作面最重要的配套设备之一，电液控是目前液压支架控制的最高配置。煤矿综采(放)工作面液压支架采用电液控制系统，为实现综采(放)工作面生产自动化创造了条件。目前配备电液控系统的综采(放)工作面比较多，但是，一方面，由于生产现场条件多变，不进行人エ干预完全实现 液压支架的跟机自动化作业目前几乎是不可能的，液压支架的工作过程往往还是通过人工操作电液控键盘来完成，或是自动化工作过程辅以部分动作通过人工操作电液控键盘干预完成；另一方面，由于在人身安全保护方面一直没有可靠实用的技术，液压支架的功能之ー是为工作面工作人员提供安全的工作空间，实际上配备电液控系统的综采(放)工作面实行自动化生产，安全空间随时都在变化，必然存在对人身造成伤害的潜在可能，这是业界一直比较担心的。特别是在中厚偏薄煤层和薄煤层工作面，工作空间狭小，通过人工直接操作电液控键盘操控液压支架，一是移架速度低，满足不了高产高效高速割煤、移架的要求；ニ是劳动強度大。同时由于人员行动困难且缓慢，生产过程中工作面内的人员处于液压支架与刮板运输机之间，自动化生产过程中，液压支架对人身造成伤害的可能性更大。综上所述，已经配置电液控系统包括配套采煤机和刨煤机的综采(放)工作面急需两个方面的配套技术，一是无线遥控操作技术；ニ是在实现无线遥控操作和跟机自动化的情况下，对工作面内包括液压支架操作者在内所有人员可靠人身安全保护的技木。
发明内容
本发明的第一个目的是提供ー种具有人身安全防护功能的液压支架控制装置，通过无盲区通讯网络对相关人员所携带的无线收发装置或无线发射装置进行精确定位。本发明的第二个目的是提供ー种具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，根据无盲区通讯网络的定位信息控制液压支架的相关动作，从而避免液压支架对人身可能造成的伤害，进而实现对全工作面人员的安全防护。为实现上述第一个目的，本发明的技术方案是，具有人身安全防护功能的液压支架控制装置包括液压支架电液控主机，安装在液压支架上的若干液压支架控制器，所述液压支架控制器与所述液压支架一一对应；还包括设置于综采工作面内的无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的人员随身携帯的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机；所述人员定位无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号；
所述人员定位无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号；所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机。作为优选，所述无盲区通讯网络还包括由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器；所述手持遥控无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号。为实现上述第一个目的，本发明的技术方案还可以是，具有人身安全防护功能的液压支架控制装置，包括液压支架电液控主机，安装在液压支架上的若干液压支架控制器，所述液压支架控制器与所述液压支架一一对应；还包括设置于综采工作面内的无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机；所述手持遥控无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号；所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机。作为进ー步优选，所述无盲区通讯网络还包括安装在采煤机上的机载无线收发器或者机载无线发射器；所述机载无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述机载无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号。为实现上述第二个目的，本发明的技术方案是，具有人身安全防护功能的液压支架控制方法如下在综采工作面内设置ー个无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的人员随身携帯的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机；所述人员定位无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号；所述人员定位无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号；所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机；所述无盲区通讯网络測定所述人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，根据预先设定的安全距离，所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向位于安全距离以内的所述液压支架的液压支架控制器发送相关动作指令，且发出终止指令，终止该安全距离以内的正在执行或即将执行的相关动作；无线网络控制系统主机管理整个无盲区通讯网络，无盲区通讯网络精确测定工作面内的人员随身携帯的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，将该位置所在的液压支架为中心，一般将与该液压支架相邻的左右各两个液压支架共五个液压支架设定为液压支架降架、移架对人身安全造成威胁的区域，通过液压支架电液控主机或无线液压支架电液控主机停止向位于有可能对人身安全造成威胁的该区域内的液压支架发送相关动作指令，且发出終止指令，終止液压支架正在执行或即将执行的降架、移架等相关动作，消除了液压支架对人身安全造成的威胁，进而实现对全工作面人员的安全防护；若所述无盲区通讯网络中任一个所述无线收发模块或无线发射模块与所述无线网络控制系统主机或所述无线液压支架电液控主机中断通讯，或所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机中断通讯，则所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向工作面内全部所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出終止指令，終止工作面内全部正在执行或即将执行的降架、移架等相关动作；不管是无盲区通讯网络出现中断通讯情况，还是无盲区通讯网络的无线网络控制系统主机与液压支架电液控主机中断通讯，只要出现中断通讯的情形，液压支架电液控主机或无线液压支架电液控主机都将停止对液压支架根机自动化的控制，終止正在执行或即将执行的降架、移架等相关动作，消除了液压支架对全工作面所有人员人身安全造成的威胁。作为优选，所述无盲区通讯网络还包括由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器；所述手持遥控无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述无盲区通讯网络測定所述手持遥控无线收发器的位置，根据预先设定的安全距离，所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向位于安全距离以内的所述液压支架的所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出終止指令，终止该安全距离以内的正在执行或即将执行的相关动作；无盲区通讯网络精确测定工作面内手持遥控无线收发器的位置，将该位置所在的液压支架为中心，一般将与该液压支架相邻的左右各两个液压支架共五个液压支架设定为液压支架降架、移架对人身安全造成威胁的区域，通过液压支架电液控主机或无线液压支架电液控主机停止向位于有可能对人身安全造成威胁的该区域内的液压支架发送降架、移架等相关动作指令，且发出終止指令，終止液压支架正在执行或即将执行的降架、移架等相关动作，消除了液压支架对操作人员人身安全造成的威胁，进而实现对工作面内操作人员的安全防护。作为进ー步优选，所述无盲区通讯网络还包括安装在采煤机上的机载无线收发器或者机载无线发射器；所述机载无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述机载无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号；所述机载无线收发器或者机载无线发射器与采煤机交換数据，向所述无盲区通讯网络发送采煤机的位置及运行方向的信息，或由所述无盲区通讯网络測定所述机载收发器或者机载无线发射器的位置及运行方向的信息，由所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机据此信息对所述液压支架进行跟机自动化控制；机载无线收发器或者机载无线发射器主要用于采煤机的定位和向无盲区通讯网络发送采煤机的有关信息，以使液压支架电液控主机或无线液压支架电液控主机向液压支架控制器发出指令，完成对液压支架的移架、推刮板运输机等自动化控制。作为更进一步优选，将其中至少ー个所述人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器安装在刮板运输机或液 压支架上，所述无盲区通讯网络測定该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，用于检验所述无盲区通讯网络的实际定位精度；当无盲区通讯网络测得其定位精度低于设计标准时，则终止手持遥控无线收发器的无线遥控操作功能和电液控制系统的自动化功能，无线网络控制系统主机或无线液压支架电液控主机发出报警信号并显示，防止了因无盲区通讯网络的定位精度低于设计要求导致定位不准确而造成人身伤害。为实现上述第二个目的，本发明的技术方案还可以是，具有人身安全防护功能的液压支架控制方法如下在综采工作面内设置ー个无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机；所述手持遥控无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号；所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机；所述无盲区通讯网络測定所述手持遥控无线收发器的位置，根据预先设定的安全距离，所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向位于安全距离以内的所述液压支架的所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出終止指令，终止该安全距离以内的正在执行或即将执行的相关动作；若所述无盲区通讯网络中任一个所述无线收发模块或无线发射模块与所述无线网络控制系统主机或所述无线液压支架电液控主机中断通讯，或所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机中断通讯，则所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向工作面内全部所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出終止指令，終止工作面内全部正在执行或即将执行的相关动作。作为优选，所述无盲区通讯网络还包括安装在采煤机上的机载无线收发器或者机载无线发射器；所述机载无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述机载无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有卩隹ー的标识号；所述机载无线收发器或者机载无线发射器与采煤机交換数据，向所述无盲区通讯网络发送采煤机的位置及运行方向的信息，或由所述无盲区通讯网络測定所述机载无线收发器或者机载无线发射器的位置及运行方向的信息，由所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机据此信息对所述液压支架进行跟机自动化控制。由于采用了上述技术方案，本发明的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置及其控制方法，主要是通过无盲区通讯网络对相关人员所携带的无线收发装置(即由在エ作面内的其他人员随身携帯的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器，由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器)进行精确定位，根据定位信息来约束液压支架对人身安全造成威胁的降架、移架等动作，消除了液压支架对人身安全造成的威胁；并且，在中断通讯的情况下，液压支架电液控主机或无线液压支架电液控主机停止向工作面内所有液压支架控制器发送相关动作指令，且发出終止指令，終止液压支架正在执行或即将执行的相关动作，由于采取这样的措施，实现了故障安全保护，本发明的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置是故障安全型的保护装置，实现了对全工作面人员的安全防护。
图1-图5是本发明实施例一的示意图；图6-图10是本发明实施例ニ的示意图；图11-图15是本发明实施例三的示意图；图16-图20是本发明实施例四的示意图；图21-图25是本发明实施例五的示意图；图26是本发明实施例中安全区域及不安全区域的示意图；图中1-人员定位无线收发器；2-定位精度无线收发器；3-手持遥控无线收发器；4_无线收发基站；5_无线网络控制系统主机；6_无线收发模块；7_液压支架控制器；8_液压支架电液控主机；9_无线液压支架电液控主机；10-机载无线收发器；11-第一通讯总线；12_第二通讯总线；13_第二通讯总线。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，而非用于限定本发明。实施例一如图1所示，实施例一的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置包括安装 在工作面顺槽的液压支架电液控主机8，安装在液压支架上的若干液压支架控制器7，其中液压支架控制器7与液压支架一一对应；还包括设置于综采工作面内的无盲区通讯网络，实施例一的无盲区通讯网络包括由在工作面内的人员随身携帯的人员定位无线收发器1，也可以用人员定位无线发射器来替代人员定位无线收发器I ;安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站4，采用至少两个无线收发基站4便于准确定位；以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机5。其中，人员定位无线收发器I和无线收发基站4都设有无线收发模块6，无线收发模块6至少包括无线收发控制器和收发天线，无线收发模块6都具有唯一的标识号，该标识号可以是MAC码或者ID码。当采用人员定位无线发射器时，人员定位无线发射器设有无线发射模块，无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，无线发射模块具有唯一的标识号，该标识号可以是MAC码或者ID码。如图1所示，液压支架控制器7与液压支架电液控主机8通过第一通讯总线11连接；无线收发基站4与无线网络控制系统主机5通过第二通讯总线12连接；无线网络控制系统主机5与液压支架电液控主机8通过第三通讯总线13连接。图1所示的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置的特点是，无盲区通讯网络部分与液压支架电液控部分相对独立。图2-图5为图1所示实施例一的另外几种可选择的方式。如图2所示，图2与图1基本相同，不同之处在于液压支架控制器7与液压支架电液控主机8以及无线网络控制系统主机5通过第一通讯总线11连接，无线收发基站4间隔联在第一通讯总线11上。如图3所示，图3与图1基本相同，不同之处在于无线网络控制系统主机5与液压支架电液控主机8集成为无线液压支架电液控主机9 ;无线收发基站4与无线液压支架 电液控主机9通过第二通讯总线12连接；液压支架控制器7与无线液压支架电液控主机9通过第一通讯总线11连接。如图4所示，图4与图2基本相同，不同之处在于无线网络控制系统主机5与液压支架电液控主机8集成为无线液压支架电液控主机9。如图5所示，图5与图4基本相同，不同之处在于无线收发基站4与液压支架控制器7集成设置为一体。实施例ニ实施例ニ与实施例一基本相同，不同之处在于图6所示的实施例ニ的无盲区通讯网络在图1所示的实施例一的无盲区通讯网络的基础上增加了由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器3 ;该手持遥控无线收发器3设有无线收发模块6，无线收发模块6至少包括无线收发控制器和收发天线，无线收发模块6具有唯一的标识号，该标识号可以是MAC码或者ID码。图7-图10为图6所示实施例ニ的另外几种可选择的方式。如图7所示，图7与图2基本相同，不同之处在于在图2的无盲区通讯网络的基础上增加了由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器3。如图8所示，图8与图3基本相同，不同之处在于在图3的无盲区通讯网络的基础上增加了由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器3。如图9所示，图9与图4基本相同，不同之处在于在图4的无盲区通讯网络的基础上增加了由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器3。如图10所示，图10与图5基本相同，不同之处在于在图5的无盲区通讯网络的基础上增加了由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器3。实施例三实施例三与实施例ニ基本相同，不同之处在于图11所不的实施例三的无盲区通讯网络在图6所示的实施例ニ的无盲区通讯网络的基础上增加了安装在采煤机上的机载无线收发器10，也可以用机载无线发射器来替代机载无线收发器10 ;机载无线收发器10设有无线收发模块6，无线收发模块6至少包括无线收发控制器和收发天线，无线收发模块6具有唯一的标识号，该标识号可以是MAC码或者ID码；当采用机载无线发射器吋，机载无线发射器设有无线发射模块，无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，无线发射模块具有唯一的标识号，该标识号可以是MAC码或者ID码。图12-图15为图11所示实施例三的另外几种可选择的方式。如图12所示，图12与图7基本相同，不同之处在于在图7的无盲区通讯网络的基础上增加了安装在采煤机上的机载无线收发器10。如图13所示，图13与图8基本相同，不同之处在于在图8的无盲区通讯网络的基础上增加了安装在采煤机上的机载无线收发器10。如图14所示，图14与图9基本相同，不同之处在于在图9的无盲区通讯网络的基础上增加了安装在采煤机上的机载无线收发器10。如图15所示，图15与图10基本相同，不同之处在于在图10的无盲区通讯网络的基础上增加了安装在采煤机上的机载无线收发器10。实施例四实施例四与实施例三基本相同，不同之处在于图16所示的实施例四的无盲区通讯网络在图11所示的实施例三的无盲区通讯网络的基础上，将其中至少ー个人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器用作定位精度无线收发器2而安装在刮板运输机或液压支架上，无盲区通讯网络測定该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，用于检验无盲区通讯网络的实际定位精度。图17-图20为图16所示实施例四的另外几种可选择的方式。如图17所示，图17与图12基本相同，不同之处在于在图12的无盲区通讯网络的基础上，将其中至少ー个人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器用作定位精度无线收发器2。如图18所示，图18与图13基本相同，不同之处在于在图13的无盲区通讯网络的基础上，将其中至少ー个人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器用作定位精度无线收发器2。如图19所示，图19与图14基本相同，不同之处在于在图14的无盲区通讯网络的基础上，将其中至少ー个人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器用作定位精度无线收发器2。如图20所示，图20与图15基本相同，不同之处在于在图15的无盲区通讯网络的基础上，将其中至少ー个人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器用作定位精度无线收发器2。实施例五实施例五与实施例一基本相同，不同之处在于图21所不实施例五的无盲区通讯网络包括由在工作面内的液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器3，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站4，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统王机5。图22-图25为图21所示实施例五的另外几种可选择的方式，与图2_图5所示实施例一的另外几种可选择的方式相一致。在此不再详细赘述。本发明的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置的控制方法如下人员定位无线收发器I或者人员定位无线发射器自动向空间发射信号，无线收发基站4将接收到的由人员定位无线收发器I或者人员定位无线发射器发出的信号传输至无线网络控制系统主机5，无线网络控制系统主机5根据无线收发基站4传输的信号測定人员定位无线收发器I或者人员定位无线发射器的位置，根据预先设定的安全距离，液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9停止向位于安全距离以内的液压支架的液压支架控制器发送降架、移架和推刮板运输机等相关动作指令，并且发出終止指令，终止该安全距离以内的液压支架正在执行或即将执行的降架、移架和推刮板运输机等相关动作。无线网络控制系统主机5管理整个无盲区通讯网络，无盲区通讯网络精确测定エ作面内的人员随身携帯的人员定位无线收发器I或者人员定位无线发射器的位置，如图26所示，若无盲区通讯网络測定工作面内第N号液压支架对应的A点处有人，则将第N号液压支架为中心，一般将与其相邻的左侧两个液压支架N-l、N-2和右侧两个液压支架N+1、N+2共五个液压支架设定为液压支架降架、移架对人身安全造成威胁的区域，即这五个液压支架区域内是不安全的，这五个液压支架区域外是相对安全的，通过液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9停止向位于有可能对人身安全造成威胁的该不安全区域内的液压支架发送降架、移架和推刮板运输机等相关动作指令，且发出終止指令，終止这五个液压支架正在执行或即将执行的降架、移架和推刮板运输机等相关动作，消除了液压支架对人身安全造成的威胁，进而实现了对全工作面人员的安全防护。若无盲区通讯网络中任ー个无线收发模块6或无线发射模块与无线网络控制系统主机5或无线液压支架电液控主机9中断通讯，或无线网络控制系统主机5与液压支架电液控主机8中断通讯，则液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9停止向エ作面内全部液压支架控制器7发送降架、移架和推刮板运输机等相关动作指令，且发出终止指令，終止工作面内全部液压支架正在执行或即将执行的降架、移架和推刮板运输机等相关动作。同时，无线网络控制系统主机5发出声、光或者声光形式的报警信号，并在无线网络控制系统主机5的显示器上显示。不管是无盲区通讯网络出现中断通讯情況，还是无盲区通讯网络的无线网络控制系统主机5与液压支架电液控主机8中断通讯，只要出现中断通讯的情形，液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9都将停止对液压支架跟机自动化的控制，終止正在执行或即将执行的降架、移架等相关动作，消除了液压支架对全工作面所有人员人身安全造成的威胁。其中，手持遥控无线收发器3自动向空间发射信号，无线收发基站4将接收到的由手持遥控无线收发器3发出的信号传输至无线网络控制系统主机5，无线网络控制系统主机5根据无线收发基站4传输的信号測定手持遥控无线收发器3的位置，根据预先设定的安全距离，液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9停止向位于安全距离以内的液压支架的液压支架控制器7发送降架、移架和推刮板运输机等相关动作指令，且发出終止指令，终止该安全距离以内的液压支架正在执行或即将执行的降架、移架和推刮板运输机等相关动作。此时，手持遥控无线收发器3发挥的作用与人员定位无线收发器I或者人员定位无线发射器相同，主要用于定位。当然，手持遥控无线收发器3仍具备其常规的无线遥控操作功能，即操作人员通过手持遥控无线收发器3发送遥控指令，通过无盲区通讯网络控制相关液压支架的动作。手持遥控无线收发器3也具备常规的自锁功能。如图26所示，无盲区通讯网络精确测定工作面内手持遥控无线收发器3的位置，若測定工作面内第N号液压支架对应的A点处有操作人员，则将第N号液压支架为中心，一般将与第N号液压支架相邻的左右各两个液压支架共五个液压支架设定为液压支架降架、移架对人身安全造成威胁的区域，即这五个液压支架区域内是不安全的，这五个液压支架区域外是相对安全的，通过液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9停止向位于有可能对人身安全造成威胁的该不安全区域内的液压支架发送相关动作指令，且发出终止指令，终止这五个液压支架正在执行或即将执行的降架、移架等相关动作，消除了液压支架对操作人员人身安全造成的威胁，进而实现对工作面内操作人员的安全防护。其中，机载无线收发器10或者机载无线发射器与采煤机交換数据，向无盲区通讯网络发送采煤机的位置及运行方向的信息，或由无盲区通讯网络測定机载无线收发器10或者机载无线发射器的位置及运行方向的信息，由液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9据此信息对液压支架进行降架、移架、推刮板运输机等跟机自动化控制。机载无线收发器10或者机载无线发射器主要用于采煤机的定位和向无盲区通讯网络发送采煤机的有关信息，以使液压支架电液控主机8或无线液压支架电液控主机9向液压支架控制器7发出指令，完成对液压支架的降架、移架、推刮板运输机等自动化控制。其中，将至少一个人员定位无线收发器I或者人员定位无线发射器安装在刮板运输机或液压支架上，用作定位精度无线收发器2;无盲区通讯网络測定该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，用于检验无盲区通讯网络的实际定位精度。由于用作定位精度无线收发器2的该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器在无盲区通讯网络中的位置是固定的，无盲区通讯网络測定该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，无线网络控制系统主机5将该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置与其实际位置比较，得出无盲区通讯网络的实际定位精度，若无盲区通讯网络的实际定位精度低于设计标准，则无线网络控制系统主机5自动终止向液压支架电液控主机8发送由手持遥控无线收发器3发出的无线遥控动作指令，液压支架电液控主机8自动终止向工作面内全部液压支架控制器7发送跟机自动化控制指令，同时液压支架电液控主机8自动向工作面内全部液压支架控制器7发出终止指令，终止液压支架正在执行的降架、移架和推刮板运输机等相关动作，且无线网络控制系统主机5发出声、光或声光报警信号并在其显示器上显示。防止了因无盲区通讯网络的定位精度低于设计标准导致定位不准确而造成人身伤害。其中，无线网络控制系统主机5接收到手持遥控无线收发器3发出的液压支架动作指令后，首先将该动作指令反向发送给发出该动作指令的手持遥控无线收发器3，经手持遥控无线收发器3对发出和返回的动作指令比较一致后，再向无线网络控制系统主机5发出执行该动作指令的指令，再由无线网络控制系统主机5将已接收到的由手持遥控无线收发器3发出的动作指令传输给液压支架电液控主机8，最后由液压支架电液控主机8向液压支架控制器7传送该动作指令并由其执行；如果经手持遥控无线收发器3对发出和返回的动作指令比较不一致，则手持遥控无线收发器3发出报警。手持遥控无线收发器3与无线网络控制系统主机5之间双向通讯并进行指令验证，防止了由于误码引起的误操作、误动作，避免造成人身伤害。其中，无线网络控制系统主机5根据预先设定的安全距离，判断是否向液压支架电液控主机8发送由手持遥控无线收发器3发送的液压支架无线遥控操作指令，如果即将接收由手持遥控无线收发器3发出的无线遥控操作指令的液压支架降架、移架、推刮板运输机等动作影响范围内有人，则无线网络控制系统主机5立即停止向液压支架电液控主机8发送由手持遥控无线收发器3发出的无线遥控操作指令，直至人员离开该液压支架动作影响范围。液压支架动作影响范围内有人时，无线网络控制系统主机5不传送无线遥控操作指令，防止伤人。其中，手持遥控无线收发器3发出液压支架动作指令，如果无线网络控制系统主机5判定即将接收该动作指令的液压支架不在发出该动作指令的手持遥控无线收发器3安全控制范围之内，则无线网络控制系统主机5拒绝将该动作指令向液压支架电液控主机8传输，并且手持遥控无线收发器3发出报警提示。可以防止由于操作者误操作，造成对液压支架操作者本人的人身伤害；也防止了由于误操作，导致接收无线遥控动作的液压支架离操作者距离过大，超出操作者的视线范围，造成对他人的人身伤害，达到了超距勿动的目的。其中，当无线收发基站4接收到手持遥控无线收发器3发出的对工作面内任一液压支架动作的停止指令吋，无线收发基站4即将该停止指令无条件向无线网络控制系统主机5传输，无线网络控制系统主机5无条件向液压支架电液控主机8传输该停止指令，液压支架电液控主机8无条件向液压支架控制器7传输该停止指令，达到了停止有效的目的。其中，当液压支架操作人员随身携帯手持遥控无线收发器3、其他人员佩戴人员定位无线收发器I进入工作面后，无盲区通讯网络即测定这些无线收发装置的位置，并将位置信息发送给相应的无线收发装置，且在相应的无线收发装置的显示屏上显示定位信息，佩戴/携帯人员即可观察自身所佩戴/携帯的无线收发装置显示屏上显示的定位信息(即液压支架架号)是否随着人员位置的变化而变化，如果不变化，则说明无线收发装置有故障应更换；如果有变化，并且其位置信息(即液压支架架号)与所在工作面的实际位置(即液压支架架号)之间的差异在规定范围内，说明该无线收发装置定位功能正常，可以使用，否则应及时更换；并且，无线网络控制系统主机5将检测到的位置信息传输给液压支架电液控主机8。当进入工作面的其他人员佩戴的是人员定位无线发射器时，无盲区通讯网络測定人员定位无线发射器的位置，测得的定位信息在无线网络控制系统主机5或者无线液压支架电液控主机9的显示屏上显示。本发明的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置及其控制方法，主要是通过无盲区通讯网络对相关人员所携带的无线收发装置(即由在工作面内的其他人员随身携帯的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器，由液压支架操作人员随身携帯的手持遥控无线收发器)进行精确定位，根据定位信息来约束液压支架对人身安全造成威胁的降架、移架等动作，消除了液压支架对人身安全造成的威胁；并且，在中断通讯的情况下，液压支架电液控主机或无线液压支架电液控主机停止向工作面内所有液压支架控制器发送相关动作指令，且发出終止指令，終止液压支架正在执行或即将执行的相关动作，由于采取这样的措施，实现了故障安全保护，本发明的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置是故障安全型的保护装置，实现了对全工作面人员的安全防护。以上述及的关于手持遥控无线收发器、人员定位无线收发器或人员定位无线发射器、机载无线收发器或机载无线发射器、无线收发基站及无线网络控制系统主机的具体电路设计是相关领域技术人员能够根据现有电路原理容易实现的，在此不再详细说明；液压支架电液控主机通过液压支架控制器控制液压支架的相关动作属于现有的电液控技术，在此不再详细说明。以上所述仅是本发明较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.具有人身安全防护功能的液压支架控制装置，包括液压支架电液控主机，安装在液压支架上的若干液压支架控制器，所述液压支架控制器与所述液压支架一一对应；其特征在于，还包括设置于综采工作面内的无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的人员随身携带的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机； 所述人员定位无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号； 所述人员定位无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号； 所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机。
2.如权利要求1所述的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置，其特征在于所述无盲区通讯网络还包括由液压支架操作人员随身携带的手持遥控无线收发器；所述手持遥控无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号。
3.具有人身安全防护功能的液压支架控制装置，包括液压支架电液控主机，安装在液压支架上的若干液压支架控制器，所述液压支架控制器与所述液压支架一一对应；其特征在于，还包括设置于综采工作面内的无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的液压支架操作人员随身携带的手持遥控无线收发器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机； 所述手持遥控无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号； 所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机。
4.如权利要求1、2或3所述的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置，其特征在于所述无盲区通讯网络还包括安装在采煤机上的机载无线收发器或者机载无线发射器；所述机载无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述机载无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号。
5.具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，其特征在于在综采工作面内设置一个无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的人员随身携带的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机； 所述人员定位无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号； 所述人员定位无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号；所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机； 所述无盲区通讯网络测定所述人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，根据预先设定的安全距离，所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向位于安全距离以内的所述液压支架的液压支架控制器发送相关动作指令，且发出终止指令，终止该安全距离以内的正在执行或即将执行的相关动作； 若所述无盲区通讯网络中任一个所述无线收发模块或无线发射模块与所述无线网络控制系统主机或所述无线液压支架电液控主机中断通讯，或所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机中断通讯，则所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向工作面内全部所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出终止指令，终止工作面内全部正在执行或即将执行的相关动作。
6.如权利要求5所述的具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，其特征在于所述无盲区通讯网络还包括由液压支架操作人员随身携带的手持遥控无线收发器；所述手持遥控无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号； 所述无盲区通讯网络测定所述手持遥控无线收发器的位置，根据预先设定的安全距离，所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向位于安全距离以内的所述液压支架的所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出终止指令，终止该安全距离以内的正在执行或即将执行的相关动作。
7.如权利要求6所述的具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，其特征在于所述无盲区通讯网络还包括安装在采煤机上的机载无线收发器或者机载无线发射器；所述机载无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述机载无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号； 所述机载无线收发器或者机载无线发射器与采煤机交换数据，向所述无盲区通讯网络发送采煤机的位置及运行方向的信息，或由所述无盲区通讯网络测定所述机载无线收发器或者机载无线发射器的位置及运行方向的信息，由所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机据此信息对所述液压支架进行跟机自动化控制。
8.如权利要求5、6或7任一项所述的具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，其特征在于将其中至少一个所述人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器安装在刮板运输机或液压支架上，所述无盲区通讯网络测定该人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器的位置，用于检验所述无盲区通讯网络的实际定位精度。
9.具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，其特征在于在综采工作面内设置一个无盲区通讯网络，所述无盲区通讯网络包括由在工作面内的液压支架操作人员随身携带的手持遥控无线收发器，安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，以及安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机； 所述手持遥控无线收发器和所述无线收发基站都设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块都具有唯一的标识号； 所述无线收发基站与所述液压支架控制器独立设置或者集成设置；所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机独立设置或者集成为无线液压支架电液控主机； 所述无盲区通讯网络测定所述手持遥控无线收发器的位置，根据预先设定的安全距离，所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向位于安全距离以内的所述液压支架的所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出终止指令，终止该安全距离以内的正在执行或即将执行的相关动作； 若所述无盲区通讯网络中任一个所述无线收发模块或无线发射模块与所述无线网络控制系统主机或所述无线液压支架电液控主机中断通讯，或所述无线网络控制系统主机与所述液压支架电液控主机中断通讯，则所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机停止向工作面内全部所述液压支架控制器发送相关动作指令，且发出终止指令，终止工作面内全部正在执行或即将执行的相关动作。
10.如权利要求9所述的具有人身安全防护功能的液压支架控制方法，其特征在于所述无盲区通讯网络还包括安装在采煤机上的机载无线收发器或者机载无线发射器；所述机载无线收发器设有无线收发模块，所述无线收发模块至少包括无线收发控制器和收发天线，所述无线收发模块具有唯一的标识号；所述机载无线发射器设有无线发射模块，所述无线发射模块至少包括无线发射控制器和发射天线，所述无线发射模块具有唯一的标识号；所述机载无线收发器或者机载无线发射器与采煤机交换数据，向所述无盲区通讯网络发送采煤机的位置及运行方向的信息，或由所述无盲区通讯网络测定所述机载无线收发器或者机载无线发射器的位置及运行方向的信息，由所述液压支架电液控主机或所述无线液压支架电液控主机据此信息对所述液压支架进行跟机自动化控制。
全文摘要
本发明公开了一种具有人身安全防护功能的液压支架控制装置及其控制方法，控制装置包括液压支架电液控主机及若干液压支架控制器；还包括设置于综采工作面内的无盲区通讯网络，该无盲区通讯网络包括由在工作面内的人员随身携带的人员定位无线收发器或者人员定位无线发射器、手持遥控无线收发器、安装在液压支架或者刮板运输机上的至少两个无线收发基站，和安装在工作面顺槽的无线网络控制系统主机，无线网络控制系统主机管理整个无盲区通讯网络。本发明的具有人身安全防护功能的液压支架控制装置是故障安全型的保护装置，实现了对全工作面人员的安全防护。
文档编号E21D23/12GK103016040SQ20131000213
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者曲天智, 张永亮 申请人:山东矿机集团股份有限公司