专利名称：斜井人车超速保护装置的制作方法
技术领域：
斜井人车超速保护装置是保证矿山斜井人车安全运行的重要装置，属于矿山运输机械领域。
目前，国内生产的斜井人车主要有两种插爪式和抱轨式。这两种人车仅能当绞车钢绳断开后才能实现制动，而对于绞车失控带绳跑车时，无法实现制动。在前苏联、英国及美国等国的斜井人车上或斜巷中都装有超速保护装置。前苏联的斜井人车上装有离心式超速保护装置，亦称离心式限速器。该装置结构简单，但灵敏度低，其保护速度一般高于人车运行速度10％，否则易产生误动作。而且无工作状态检测，一但内部元件失效，无法实现超速保护；其另一个缺点是该装置的动力取自车轮与轨道的附着力，一旦车轮悬空或附着力不足时则无法打开制动器。近年来在离心式超速保护装置完善的基础上，与液压系统共同完成斜井人车的超速保护，但这种装置的结构过于复杂。英国斜井人车超速保护装置是利用安装在车轮上的液压泵提取速度信号，当液压系统压力超过设定值时打开人车制动装置，实现人车制动保护。该装置的结构形式及控制系统复杂且滞后时间长，不适合我国人车结构。
近年来，在美国、德国的一些斜井矿山的人车采用的高性能多普勒雷达、控制器、车档及吸能装置组成雷达测速遥控超速保护装置。该装置属于常开式挡车装置，在巷道上装有若干车档，当雷达探测到大于规定速度的跑车时，控制器就把前方最近的车档关闭，由与车档相连的吸能装置吸收跑车的动能。这种超速保护装置的车档位置是固定的，因而，有可能在人车到达车档处的速度远超出规定速度而造成乘员的伤亡。
国内少数人车上采用的离心式超速保护装置，其结构、原理与前苏联斜井人车的超速保护装置相同，即采用弹簧作为超速检测元件，测速精度低，保护速度高于人车运行速度的10％。
本实用新型的目的在于克服上述装置存在的不足，提供一种在现有斜井人车无大改动的基础上可同时实现人车速度监测、报警和自动制动的斜井人车超速保护装置。
实现上述目的的方案结合
如下斜井人车超速保护装置是由测速传感器、控制仪和执行机构组成，测速传感器是由一对相互啮合的大小齿轮7、6和测速电机5组成，大齿轮7装在斜井人车的车轮8上，小齿轮6装在测速电机5上，测速电机5通过导线接控制仪1，执行机构是由起动机2和齿轮传动组成，起动机2由导线接控制仪1，起动机2的齿轮4与摇杆3端部的扇齿啮合，摇杆3与装有撞块9的闸把轴11固定连接，撞块9处为拉杆3，通过摇杆3使闸把轴11转动，撞块9拨动拉杆10，使人车制动。控制仪选用MCS-51系列单片机，并采用8031芯片。
本实用新型选用合适的传感器从尾车的一个车轮提取速度信号，车轮根据需要作相应改动，即把车轮的转动通过传感器转化为相应的电信号(模拟量或数字量)，传送给控制仪(安装在尾车上，把钩工便于观察的位置上)，控制仪对传来的信号处理后，进行比较、判断、显示。当速度超过设定值时，控制仪发出相应控制信号使执行机构动作，实现人车控制。
本实用新型能够实现人车超速自动制动，保护人车和乘员安全。而且具有动作准确度高、滞后时间短、装置可靠性高及结构简单、成本低的优点，其具体指标如下(1)人车设定速度与实际动作速度误差不大于1％；(2)人车超速至制动器完成抓捕动作的时间间隔不大于0.35s；(3)该装置的成本不大于人车成本的5％，控制仪的成本约为300元。本实用新型能达到原煤炭部建议的对超速保护装置的各项要求。
以下结合附图所示的实施例进一步说明本实用新型的具体内容。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是执行机构简图。
图3是图2的俯视图。
图中1.控制仪 2.起动机 3.摇杆 4.起动机小齿轮 5.测速电机 6.小齿轮 7.大齿轮 8.车轮 9.撞块 10.拉杆 11.闸把轴本实用新型提供的斜井人车超速保护装置中的测速传感器用于采集斜井人车车速信号。其实施方式可采用测速电机或磁电式转速传感器；控制仪用于对车速信号的处理、显示，并控制执行机构，其实施方式可采用单片机或比较器。
采用测速电机的方案参阅图1即在斜井人车的车轮8上装一大齿轮7，该大齿轮与连接在测速电机5上的小齿轮6相啮合并把齿轮8的转速信号放大，而后经过测速电机5把速度信号转换为电压信号，由电缆传给控制仪1，在控制仪1中电压信号经放大送入面板表，显示人车速度，同时送入比较器进行比较，根据电压值与设定临界值和超速值的比较结果，显示相应运行状态指示，当人车超速时发出相应的控制信号给执行机构。执行机构接到控制仪的执行信号后，执行机构动作，使人车制动。
本实施例采用测速电机、比较器，测速装置成本较低，控制仪结构简单、可靠性高、响应速度快。测速传感器可以采用磁电式转速传感器，它安装在车轮8处，车轮8根据传感器要求作适当改动，可以直接加工成均匀间隔的凸凹齿或另外加工成均匀间隔的凸凹齿后固联在车轮上。当车轮转动时，传感器通过电缆把转速信号传给控制仪，该信号经过整形后，送入单片机内处理，单片机将处理结果换算成速度值送显示，并把速度值与设定值比较，根据比较结果显示相应运行状态指示，当人车超速时，发出相应控制信号给执行机构，执行机构接到控制仪的执行信号后，执行机构动作，使人车制动。
本实施例采用磁电转速传感器、单片机，结构简单、成本低，系统响应较快。
本实用新型中的控制仪1为整个装置的控制部分。该控制仪采用MCS-51系列单片机，并用8031芯片。在斜井人车运行过程中，控制仪中的中央处理器从外部将信号采集到系统中，以达到实时控制。同时在斜井人车超速时给出信号使执行机构动作，从而达到超速保护的目的。
执行机构是根据控制仪发出的超速信号实现斜井人车的超速制动。其结构参阅图2、图3。执行机构是由起动机2和齿轮传动构成。起动机2由导线与控制仪1联接，起动机小齿轮4与摇杆3端部的扇齿啮合，通过摇杆3使闸把轴11转动，撞块9拨动拉杆10，使人车制动。该执行机构基本不改变斜井人车的制动机构。
权利要求1.斜井人车超速保护装置是由测速传感器、控制仪和执行机构组成，其特征在于测速传感器是由一对相互啮合的大小齿轮(7)、(6)和测速电机(5)构成，大齿轮(7)装在斜井人车的车轮(8)上，小齿轮(6)装在测速电机(5)上，测速电机(5)通过导线接控制仪(1)，执行机构是由起动机(2)和齿轮传动机构组成，起动机(2)由导线接控制仪(1)，起动机(2)的齿轮(4)与摇杆(3)端部的扇齿啮合，摇杆(3)与装有撞块(9)的闸把轴(11)固定连接，撞块(9)处为拉杆(3)，控制仪选用MCS-51系列单片机，并采用8031芯片。
2.根据权利要求1所述的斜井人车超速保护装置，其特征在于所说的测速传感器可以采用磁电式转速传感器，它安装在车轮(8)处，车轮(8)可以直接加工成均匀间隔的凸凹齿或另外加工成均匀间隔的凸凹齿后固联在车轮上。
专利摘要斜井人车超速保护装置是保证矿山斜井人车安全运行的重要装置,属于矿山运输机械。它是由测速传感器、控制仪和执行机构组成。测速传感器是由分别装在斜井人车的车轮上和测速电机上的一对相互啮合的大小齿轮组成。测速电机通过导线接控制仪,执行机构是由起动机和齿轮传动构成。起动机由导线接控制仪,其上的齿轮与摇杆端部的扇齿啮合,摇杆通过撞块拨动制动拉杆。控制仪选用MCS－51系列单片机,并采用8031芯片。
文档编号E21F13/04GK2381783SQ9921282
公开日2000年6月7日 申请日期1999年6月3日 优先权日1999年6月3日
发明者王国强, 朱祥, 冯敢, 史要武, 冯国梁, 马若丁, 孙世辉 申请人:吉林工业大学