一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的制作方法

1.本技术涉及破碎机与梭车联动控制技术领域，尤其涉及一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统。


背景技术：

2.在连采掘进工作面目前广泛使用连采机、掘锚机、梭车、锚杆机、破碎机等多种大型移动设备。移动设备的运转在提高生产率的同时，也给设备周围煤机司机、煤机副司机、锚杆机司机、支护工、检修工等作业人员带来危险。由于工作面作业时光线较暗，机器运转时噪声大，设备操作人员视线、听力受阻。当操作人员操作设备时，若未能及时发现设备周围存在其他人员时，容易导致人身伤害事故发生。
3.给料破碎机主要完成掘进工作面煤炭的破碎、转载任务，以满足带式输送机对煤块大小和给煤量的要求。同时在连采掘进工作面使用的给料破碎机属断续工作制，当梭车卸料后，给料破碎机完成受料、破碎、运输任务，任务完成后，梭车还没有完成下一次运输，这时，给料破碎机进行空转等待状态，否则根据煤矿现场的施工情况，需要安排一个专人司机操作给料破碎机的起停，致使矿井作业安全水平低、员工劳动强度及设备的磨损、电耗严重。


技术实现要素：

4.本技术提供一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统，以至少解决相关技术中矿井作业安全水平低、员工劳动强度及设备的磨损、电耗严重的技术问题。
5.本技术第一方面实施例提出一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统，所述控制系统包括：给料破碎机、梭车、红外发射器、红外接收器和电控箱；
6.所述红外发射器设置在所述梭车内，用于向所述红外接收器发送所述梭车与目标设备或目标工作人员间的距离信息；
7.所述红外接收器设置在所述给料破碎机内，用于接收所述红外发射器发送的所述距离信息，并将所述距离信息发送到所述电控箱；
8.所述电控箱，用于基于所述距离信息生成所述给料破碎机和所述梭车的控制指令，并基于所述控制指令对所述给料破碎机和所述梭车进行控制。
9.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
10.本技术提出了一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统，所述控制系统包括：给料破碎机、梭车、红外发射器、红外接收器和电控箱；所述红外发射器设置在所述梭车内，用于向所述红外接收器发送所述梭车与目标设备或目标工作人员间的距离信息；所述红外接收器设置在所述给料破碎机内，用于接收所述红外发射器发送的所述距离信息，并将所述距离信息发送到所述电控箱；所述电控箱，用于基于所述距离信息生成所述给料破碎机和所述梭车的控制指令，并基于所述控制指令对所述给料破碎机和所述梭车进行控制。本技术提出的技术方案，实现了给料破碎机与梭车联动运行的自动控制，提高了掘进工
作面的安全性、降低了设备磨损、电耗，同时也降低了员工的劳动强度。
11.本技术附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
12.本技术上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
13.图1为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第一种结构图；
14.图2为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第二种结构图；
15.图3为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统中报警区与停车区的示意图；
16.图4为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第三种结构图；
17.图5为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第四种结构图；
18.图6为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第五种结构图；
19.图7为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第六种结构图；
20.图8为根据本技术一个实施例提供的基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的第七种结构图；
21.附图说明：
22.给料破碎机1、梭车2、红外发射器3、红外接收器4、电控箱5、语音报警模块6、停车模块7、人员标识卡8、声光报警模块9、启停模块10、破碎滚筒1-1、输送机1-2、启动模块11、工作模式切换模块12、对外通信接口13。
具体实施方式
23.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
24.本技术提出的一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统，所述控制系统包括：给料破碎机、梭车、红外发射器、红外接收器和电控箱；所述红外发射器设置在所述梭车内，用于向所述红外接收器发送所述梭车与目标设备或目标工作人员间的距离信息；所述红外接收器设置在所述给料破碎机内，用于接收所述红外发射器发送的所述距离信息，并将所述距离信息发送到所述电控箱；所述电控箱，用于基于所述距离信息生成所述给料破碎机和所述梭车的控制指令，并基于所述控制指令对所述给料破碎机和所述梭车进行控制。本技术提出的技术方案，实现了给料破碎机与梭车联动运行的自动控制，提高了掘进工
作面的安全性、降低了设备磨损、电耗，同时也降低了员工的劳动强度。
25.实施例一
26.图1为根据本技术一个实施例提供的一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的结构，如图1所示，所述控制系统包括：给料破碎机1、梭车2、红外发射器3、红外接收器4和电控箱5；
27.其中，所述红外发射器3设置在所述梭车2内，用于向所述红外接收器4发送所述梭车2与目标设备或目标工作人员间的距离信息；
28.所述红外接收器4设置在所述给料破碎机1内，用于接收所述红外发射器3发送的所述距离信息，并将所述距离信息发送到所述电控箱5；
29.所述电控箱5，用于基于所述距离信息生成所述给料破碎机1和所述梭车2的控制指令，并基于所述控制指令对所述给料破碎机1和所述梭车2进行控制。
30.在本公开实施例中，如图2所示，所述控制系统还包括：语音报警模块6和停车模块7；
31.所述语音报警模块6设置在所述梭车2上，用于当所述梭车2与目标设备或目标工作人员的距离小于等于第一预设距离且大于第二预设距离时，接收电控箱5发送的第一报警指令，并进行语音报警；
32.所述停车模块设置7在所述梭车2上，用于当所述梭车2与目标设备或目标工作人员的距离小于等于第二预设距离时，接收电控箱5发送的停车指令，并控制所述梭车2停止工作；
33.需要说明的是，如图3所示，所述第一预设距离可以为根据所述梭车2的报警区的最大范围值设置的，所述第二预设距离可以为根据所述梭车2的报警区的最小范围值设置的或者根据所述梭车2的停车区的最大范围设置的。
34.其中，所述目标设备可以为除当前梭车外的其他设备，所述目标工作人员为除梭车司机外的其他工作人员。
35.在本公开实施例中，如图4所示，所述控制系统还包括：人员标识卡8；
36.所述人员标识卡8，用于当目标工作人员与所述梭车的距离小于等于第一预设距离时，接收电控箱5发送的第二报警指令，并进行振动与声音报警。
37.其中，所述人员标识卡8可以为腕带式、工牌式和安全帽式，当发出第二报警指令时，人员标识卡8也会发出“嘀嘀”报警声并伴有振动，提醒人员及时避险。
38.需要说明的是,梭车司机在梭车的报警区与停机区内属于免报警，但是梭车司机进入其他设备的报警区域停机区时会正常报警，满足设备的兼容性和扩展性；
39.当两台设备相互靠近，其中一台设备进入另一台设备的报警区或停机区时，声光报警器发出相应的报警信号，并执行相应的避险动作，避免两台设备发生碰撞。
40.在本公开实施例中，如图5所示，所述控制系统还包括：声光报警模块9和启停模块10；
41.所述声光报警模块9设置在所述给料破碎机1上，用于当所述梭车2与所述给料破碎机1的距离等于第三预设距离时，接收电控箱5发送的预警指令，并进行语音预警，其中，所述给料破碎机1包括破碎滚筒1-1和输送机1-2；
42.所述启停模块10设置在所述给料破碎机1上，用于当所述预警指令发出的时间等
于预设的第一时间时，接收电控箱5发送的启动破碎滚筒1-1指令，并启动所述给料破碎机的破碎滚筒1-1。
43.进一步的，所述声光报警模块9，还用于当所述料破碎机的破碎滚筒1-1启动时，接收电控箱5发送的报警指令，并进行灯光闪烁报警。
44.所述启停模块10，还用于当所述给料破碎机1的破碎滚筒1-1启动后，接收电控箱5发送的输送机1-2启动指令，并启动所述给料破碎机的输送机1-2，还用于当所述给料破碎机的输送机1-2运行时间等于预设的第二时间时，接收电控箱5发送的输送机停止指令，并控制所述给料破碎机的输送机1-2停止运行。
45.需要说明的是，所述第三预设距离可以为10m，所述预设的第一时间可以为3.5s，所述预设的第二时间可以为3min。
46.进一步的，所述启停模块10，还用于当所述梭车2距离所述给料破碎机1的距离大于第三预设距离且所述梭车2与所述给料破碎机1的距离大于第三预设距离的时间大于等于预设的第三时间时，接收电控箱发送的破碎滚筒1-1停止指令，并控制所述给料破碎机的破碎滚筒1-1停止运行。
47.需要说明的是，所述预设的第三时间可以为20min。
48.在在公开实施例中，如图6所示，所述控制系统还包括：启动模块11；
49.所述启动模块11设置在所述给料破碎机1上，用于当所述梭车2首次与所述给料破碎机1的距离等于第三预设距离时，响应用户的触发操作，启动所述给料破碎机1进行工作；
50.所述启动模块11，还用于当所述给料破碎机的破碎滚,1-1停止运行后，所述梭车2与所述给料破碎机1的距离等于第三预设距离时，响应用户的触发操作，启动所述给料破碎机1进行工作。
51.在本公开实施例中，如图7所示，所述控制系统还包括：工作模式切换模块12；
52.所述工作模式切换模块12设置在所述给料破碎机1上，用于切换所述给料破碎机1的工作模式。
53.进一步的，如图8所示，所述控制系统还包括：对外通信接口13；
54.所述对外通信接口设置在所述给料破碎机1上，用于接入连采工作面远程监控系统，实现远程控制。
55.其中，所述对外通信接口13可以为标准modbus rtu通讯协议rs485接口。
56.具体的，所述工作模式包括：就地控制工作模式、远程控制工作模式和自动控制工作模式。
57.进一步的，所述就地控制工作模式可以就地控制给料破碎机1的启停等。
58.进一步的，远程控制工作模式可以通过设置在给料破碎机1上对外通信接口13接入连采工作面远程监控系统，地面远程可以实现现场就地控制的所有功能；
59.进一步的，所述自动控制工作模式可以自动控制给料破碎机1的工作，启动前声音预警，启动后红光闪烁报警，直至梭车2离开自动停止时停止闪烁。
60.基于上述基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统的控制进行说明：
61.首先，利用红外发射器3、红外接收器4确定所述给料破碎机1、梭车2间的距离，并将所述距离发送到电控箱5，当电控箱5检测到所述距离等于10m时，电控箱5发送预警指令到声光报警模块9，声光报警模块9进行语音预警“破碎机启动请注意”；
62.其次，当所述预警指令发出的时间等于3.5s时，接收电控箱5发送的启动破碎滚筒1-1指令，并启动所述给料破碎机的破碎滚筒1-1，同时电控箱5发送报警指令到声光报警模块9，声光报警模块9进行灯光闪烁报警；
63.然后，当所述给料破碎机1的破碎滚筒1-1启动后，接收电控箱5发送的输送机1-2启动指令，并启动所述给料破碎机的输送机1-2，还用于当所述给料破碎机的输送机1-2运行时间等于3min时，电控箱5发送输送机停止指令，启停模块10控制所述给料破碎机的输送机1-2停止运行；
64.最后，当所述梭车2距离所述给料破碎机1的距离大于10m且所述梭车2与所述给料破碎机1的距离10m的时间大于等于20min时，电控箱5发送破碎滚筒1-1停止指令，启停模块10控制所述给料破碎机的破碎滚筒1-1停止运行。
65.综上所述，本技术提供的一种基于掘进工作面移动设备位置感知的控制系统，所述控制系统包括：给料破碎机、梭车、红外发射器、红外接收器和电控箱；所述红外发射器设置在所述梭车内，用于向所述红外接收器发送所述梭车与目标设备或目标工作人员间的距离信息；所述红外接收器设置在所述给料破碎机内，用于接收所述红外发射器发送的所述距离信息，并将所述距离信息发送到所述电控箱；所述电控箱，用于基于所述距离信息生成所述给料破碎机和所述梭车的控制指令，并基于所述控制指令对所述给料破碎机和所述梭车进行控制。实现了给料破碎机与梭车联动运行的自动控制，提高了掘进工作面的安全性、降低了设备磨损、电耗，同时也降低了员工的劳动强度。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
67.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
68.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。