一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置

1.本实用新型涉及矿井巡检领域，具体是一种为矿井巡检小车提供一种掉电保护装置。


背景技术：

2.深立井属于矿山的咽喉要道，其存在的安全隐患不容忽视，任何一个小问题都有可能引发井下灾难。虽然现在大多数矿井依然依赖人工巡检的方式，但是现在已经有研究人员开始研究如何采用罐道检测小车的方式来巡检井下情况，并且已经有相关的专利和实物。
3.目前的罐道检测小车，均无掉电保护装置，如果需要罐道检测小车停留在某处，只能通过程序控制，控制原理是：单片机控制输出pwm波，pwm波控制电机，电机会产生一个向上的力，力的大小和罐道检测小车所受的向下的力大小相同，方向相反，让电机处于一个动态平横的状态，容易损坏电机。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置；该罐道检测小车的掉电保护装置，既可以在罐道小车突然断电时锁住车轮，使罐道检测小车不会失速滑落脱轨，也可以通过程序控制，让罐道检测小车长时间停留在指定位置。
5.本实用新型实现方法采用如下技术方案：
6.一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，该装置包含齿轮装置1、带卡扣的衔铁2、电磁铁3和双通道与门开关4；齿轮装置1，需要和车轮内表面固定，使活动架卡扣2-3-1卡住齿轮装置1时，不会出现轮子还在转的现象；带卡扣的衔铁2，用于卡住齿轮装置1，以达到停止轮子旋转；电磁铁3，用于产生磁力将活动架触点2-3-2吸住，从而偏移活动架卡扣2-3-1的位子，让车轮正常转动；双通道与门开关4，能够输入两路信号，后经逻辑运算，输出结果，从而控制线圈3-2的电流，而达到控制铁芯3-4的磁力的效果。
7.作为优选，本实用新型提供的一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，所述齿轮装置1，具有一定的宽度以足够活动架卡扣2-3-1卡住，厚度在2mm较为合适，可以依据不同的罐道检测小车进行更改，且其直径不能大于车轮的直径，其直径应该是车轮直径的4/5；
8.所述带卡扣的衔铁2，在固定架2-1和活动架2-3处采用旋转铰链接2-2，铰链接2-2的旋转角度不超过45
°
，朝向车轮方向的旋转最大角应刚好卡住齿轮装置1为宜，且铰链接2-2安装弹簧，当带卡扣的衔铁2不受电磁铁的磁力时，活动架2-3会因为弹簧的弹力形成朝向车轮的旋转最大角，卡住齿轮装置1，活动架2-3靠近电磁铁一面有一个触点2-3-2，用来增强电磁铁的磁力；
9.所述电磁铁3，铁芯3-4表面缠绕铜芯线圈3-2，线圈3-2外有一层绝缘层；铁芯3-4靠近活动架2-3一面有一个铁芯触点3-4-1，用来增加铁芯3-4的吸附力；铁芯3-4安装在底
座3-1上，底座3-1和固定架2-1固定在一起；
10.所述双通道与门开关4，双通道与门开关有三输入两输出，输入分别是负极 4-1-1、输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2、稳压器输入+5v 4-1-3，双通道与门开关输出4-2和线圈输入端3-3连接。
11.作为优选，本实用新型提供的一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，安装方式是齿轮装置1安装在罐道检测小车的轮子内侧，和轮子固定且直径小于轮子的直径；带卡扣的衔铁2、电磁铁3和双通道与门开关4安装在罐道检测小车上表面靠近轮子处；双通道与门开关输入口4-1分别接入：输入负极4-1-1接稳压器输出负极；输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2接单片机gpio口；稳压器输入+5v 4-1-3接稳压器的+5v输出；双通道与门开关输出口4-2的输出负极4-2-1 和输出正极4-2-2分别接线圈输入端3-3的两个接口；在不通电的状态下，调节活动架2-3，使活动架卡扣2-3-1刚好能卡住齿轮装置1，将固定架2-1固定在罐道检测小车上；在通电的状态下，将底座3-1紧贴着固定架2-1移动，移动到铁芯触点3-4-1刚好能吸住活动架触点2-3-2，然后将底座3-1固定在罐道检测小车上。
12.作为优选，本实用新型提供的一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，所述电磁铁3，铁芯3-4是采用消磁较快的软铁或硅钢材料来制作，铁芯3-4在通电时有磁性，断电后磁性就随之消失。
13.作为优选，本实用新型提供的一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，所述双通道与门开关4，其输入分别是输入负极4-1-1、输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2、稳压器输入+5v 4-1-3，其中单片机输出的控制信号在双通道与门开关4 中，会经过放大电路对其电流电压进行放大，放大电路采用共射组态放大电路，既能放大电流又能放大电压。
14.作为优选，本实用新型提供的一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，所述双通道与门开关4，当输入负极4-1-1、输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2、稳压器输入+5v 4-1-3都正常输入时，由于是与门电路控制，所以双通道与门开关输出4-2能够正常输出电压电流；当稳压器输入+5v 4-1-3和输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2两个正极输入出现错误，有任意一个输入低电压或0电压时，双通道与门开关输出4-2为0；当稳压器输入+5v 4-1-3和输入单片机控制信号 +3.3v 4-1-2两个输入均为0时，由于双通道与门开关4没有其他正极输入，所以必然没有输出。
15.本实用新型与现有技术相比，其有益效果体现在：由于现有的罐道小车并没有掉电保护装置，仅仅只能通过程序来控制电机的转动从而控制小车的静止，但是这种方式不可靠。井下环境恶劣，湿气重，很有可能会出现不可抗拒的原因造成程序失效，一旦程序失效，会造成罐道检测小车不可控制，下落失速等问题，一旦脱轨可能会造成重大安全事故。为此，本实用新型设计一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，该装置由齿轮装置1、带卡扣的衔铁2、电磁铁3和双通道与门开关4构成，该装置可以在罐道检测小车突然断电的时候，将车轮锁死，将罐道检测小车停止在某一位置，这样罐道检测小车就不会失速落下，造成安全事故。同时，由于本实用新型采用的是双通道与门开关，所以还可以通过程序控制车轮锁是否动作，当需要长时间停留在某一处检测时，可以通过激活车轮锁的方式让小车停下，相对于目前直接通过程序控制电机来说，更加安全可靠，因为通过程序直接控制电机很可能会因为电机堵转等原因损坏电机，或减少电机的使用寿命，本实用新型可以很好的解决这个问题，且更加的安全可靠。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是用于罐道检测小车的掉电保护装置总图。
18.图2是带卡扣的衔铁示意图。
19.图3是电磁铁示意图。
20.图4是双通道与门开关示意图。
21.图5是安装在罐道检测小车上的效果图。
22.图6是齿轮安装位置示意图。
23.图中：1-齿轮装置；2-带卡扣的衔铁，2-1-固定架，2-2-铰链接，2-3-活动架， 2-3-1-活动架卡扣，2-3-2-活动架触点；3-电磁铁，3-1-底座，3-2-线圈，3-3
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线圈输入端，3-4-铁芯，3-4-1-铁芯触点；4-双通道与门开关，4-1-双通道与门开关输入，4-1-1-输入负极，4-1-2-输入单片机控制信号+3.3v，4-1-3-稳压器输入+5v，4-2-双通道与门开关输出，4-2-1-输出负极，4-2-2-输出正极。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1所示，是用于罐道检测小车的掉电保护装置总图，其中包含：1-齿轮装置，2-带卡扣的衔铁，3-电磁铁，4-双通道与门开关。
26.如图2所示，是带卡扣的衔铁示意图，该结构包含：2-1-固定架，2-2-铰链接，2-3-活动架，2-3-1-活动架卡扣，2-3-2-活动架触点。
27.如图3所示，是电磁铁示意图，该结构包含：3-1-底座，3-2-线圈，3-3
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线圈输入端，3-4-铁芯，3-4-1-铁芯触点和若干螺丝孔。
28.如图4所示，是双通道与门开关示意图，该结构包含：4-1-双通道与门开关输入口，4-1-1-输入负极，4-1-2-输入单片机控制信号+3.3v，4-1-3-稳压器输入+5v，4-2-双通道与门开关输出口，4-2-1-输出负极，4-2-2-输出正极。
29.如图5所示，是安装在罐道检测小车上的效果图。齿轮装置1安装在罐道检测小车的轮子内侧，和轮子固定且直径小于轮子的直径。带卡扣的衔铁2、电磁铁3和双通道与门开关4安装在罐道检测小车上表面靠近轮子处。
30.双通道与门开关输入口4-1分别接入：输入负极4-1-1接稳压器输出负极；输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2接单片机gpio口；稳压器输入+5v 4-1-3接稳压器的+5v输出。
31.双通道与门开关输出口4-2的输出负极4-2-1和输出正极4-2-2分别接线圈输入端3-3的两个接口。
32.在不通电的状态下，调节活动架2-3，使活动架卡扣2-3-1刚好能卡住齿轮装置1，
将固定架2-1固定在罐道检测小车上。
33.在通电的状态下，将底座3-1紧贴着固定架2-1移动，移动到铁芯触点3-4-1 刚好能吸住活动架触点2-3-2，然后将底座3-1固定在罐道检测小车上。
34.如图6所示，是齿轮装置1安装位置示意图，应将齿轮装置1安装在罐道检测小车轮子的内表面，并和轮子固定在一起。
35.以上，将一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置安装完成。
36.本实用新型提供的一种应用于罐道检测小车的掉电保护装置，工作流程是：
37.正常运行时：双通道与门开关4输入输出正常，双通道与门开关输出口4-2 输出一个+5v的电压，此时线圈3-2会有电压电流，铁芯3-4被通电线圈3-2的磁场磁化，磁化后的铁芯3-4也变成了一个磁体，铁芯触点3-4-1处磁力最强；铁芯3-4将活动架触点2-3吸附住，活动架卡扣2-3-1不再卡住齿轮装置1，罐道检测小车正常运行；
38.当需要在某一处停留时：单片机控制口输出低电压，输入单片机控制信号 +3.3v 4-1-2输入为低电压，因为双通道与门开关4内部是与门电路，所以双通道与门开关输出4-2无法正常输出，此时线圈3-2电压电流消失，用于扣住齿轮装置1的活动架2-3部分会受到铰链接2-2内弹簧的弹力，弹至朝向车轮的最大角，卡住齿轮装置1，达到使罐道检测小车长时间停留罐道某一处的目的；
39.当罐道检测小车突然断电时：由于小车断电，双通道与门开关输入4-1输入错误，当单片机突然断电，其流程和上述流程(当需要在某一处停留时)一样；当稳压器断电时，则单片机必然没有输出，此时双通道与门开关输入4-1两个正极输入：输入单片机控制信号+3.3v 4-1-2和稳压器输入+5v 4-1-3均为0，没有电流电压输入，则输出必然为0，此时线圈3-2电压电流消失，用于扣住齿轮装置1的活动架2-3部分会受到铰链接2-2内弹簧的弹力，弹至朝向车轮的最大角，卡住齿轮装置1，限制车轮转动，防止罐道小车失速滑落脱轨，达到掉电保护的目的。
40.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
41.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。