CN104963713A - 多种控制功能的智能控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多种控制功能的智能控制器，其特征在于：包括控制器遥控器，所示的遥控器包括壳体，壳体内设有电路控制板以及与之连接的显示器，壳体上设有用于给电路控制板输入信号的控制按钮；电路控制板上连接有无线接收装置；与无线发射装置对应连接有无线接收装置，与无线接收装置连接有受控电路板，与受控电路板并列连接有受其控制的控制单元，它是在煤矿工作面用在综采支架上、刮板机上、皮带机上加装的一套多功能智能控制器，它能使原来人工操作的支架、刮板机、皮带机等其他设备变成电器的，遥控的、具有通信功能的，具有人体感应闭锁功能，使设备的操作更加简单、更加安全。

Description

多种控制功能的智能控制器

技术领域

本发明公开了一种矿用多功能智能控制器，具体为一种数字化矿井、智能化采煤的多功能智能控制器以及智能控制方法。

背景技术

液压支架、采煤机、刮板机皮带机是煤矿安全生产的重要支护、运输设备，保护着煤矿工人生命安全，提高生产率。为煤矿的生产做出了巨大的贡献。

但是，几十年来液压支架的操作一直采用人工操作的方式，操作工人的劳动强度大，操作人员站在本液压支架的下面操作存在着很大的不安全隐患。

特别是薄煤层的工作面操作更是困难，操作人员在下面靠爬行，操作时身体侧躺，空间非常狭小，不安全因素特多，危险性很大。

液压支架能否正常使用很大程度上取决操作人员的技术高低。所以液压支架的操作一直困惑着煤矿的生产，同样采煤机，刮板机、也是如此，煤矿业主非常希望能有一种控制装置来控制支架使支架成为智能的，远程的，而操作是简单的，傻瓜型的，这样不仅解决了操作工人的劳动强度大、减少了煤矿井下工作面上操作工人数量，提高了煤矿的安全因素，提高了产量，减少了开支，提高了效益。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多种控制功能的智能控制器，与现有技术相比，本发明设置了本质安全型多功能智能控制器的外形、本安电源、控制板、接收板、按钮板、人体感应控制、语音通讯、紧急闭锁装置等，具有智能化、简单化、安全化、操作人员少的优点。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多种控制功能的智能控制器，其特征在于：包括控制器遥控器，所示的遥控器包括壳体，壳体内设有电路控制板以及与之连接的显示器，壳体上设有用于给电路控制板输入信号的控制按钮；电路控制板上连接有无线接收装置；与无线发射装置对应连接有无线接收装置，与无线接收装置连接有受控电路板，与受控电路板并列连接有受其控制的控制单元，所述的控制单元包括受其控制的继电器、继电器控制本质安全型电磁阀，管道连接在电磁阀上，液压元件上设有与受控电路板连接的压力传感器、位移传感器；与上述电路控制板连接有人体感应设备，电路控制板读取人体感应设备的信号并控制开关部件；所述的控制单元为液压缸，所述的液压元件包括前后立柱、抬底支柱、底调支柱、尾梁支柱；所述的控制器上设有语音对讲、扩音功能。

进一步的，所述控制器上设有自锁按钮，自锁按钮与电路控制板连接，电路控制板接收自锁按钮后将 中断所有动作。

进一步的，所述的自锁按钮包括二个带有自锁功能的按钮——总开关和闭锁开关。

一种多功能智能控制过程，

A、将整个工作面的支架统一进行编号，每个编号对应着唯一的支架；

B、从面板上选择受控编号的液压支架单元；然后才能对其进行操作。

C、具体的操作如移架、推溜程序：

移架方法：

按下移架按钮，收侧护板、收底座；

降前、后柱；

通过传感器进行检测，如果降到位、且前后柱平衡，停止移架；

如果检测没有到位或者平衡继续施压降柱；

在移架的时进行抬底，收缩液压柱进行抬底：

移架到位后收抬底；

伸侧护板、调整架子的姿态，到位后升前、后柱到规定压力。

推溜过程： 

推溜开始并显示推溜；

到位，停止推溜。

一种智能控制支架的前辅助架，

所述的前辅助支架位于液压支架的前方，包括前辅支架和后辅支架，其中沿着支架前进的方向，前辅支架位于后辅支架的前方，所述的前辅支架和后辅支架各包括位于各自上端的弓形支撑架，两个弓形支撑架重叠部分，其中位于前辅支架的弓形支撑架高于后支撑架的弓形支撑架；

每个弓形支撑架的下端各设有两个油缸，两个油缸的连线与支架前进方向垂直，两个油缸的上端固定支撑弓形支撑架；

四个油缸的下端设有两个U型的支撑板，一个U型支撑板对应两个油缸，两个U型支撑板的中轴线与液压支架的前进方向平行，两个U型支撑板开口对接式连接，其中位于后方的U型支撑板的端部插接到前方U型支撑板的端部，沿液压支架前进方向共线的两个油缸之间固定设有伸缩油缸。

前辅助架的支撑方法，其特征在于：

首先，回收前辅助支架的两个液压支柱，使得前辅助支架的前两个支柱回收；

然后，将伸缩油缸进行伸缩，伸缩油缸带动前辅助支架以及支柱向前移动；

伸缩油缸到位后，向前辅助支架的两个支柱内重新注液，使其重新支撑；

      然后，放松后辅助支架的前两个支柱，然后回收伸缩油缸，伸缩油缸带动后辅助支架以及支柱向前移动；到位后，向后辅助支架的两个支柱内重新注液，使其重新支撑。

前壳、后盖板、显示器、按钮板、CPU主板、扩音电路、人体感应电路还包括继电器板。多功能智能控制器采用了单片机为核心的控制技术。

本发明的工作原理以及有益效果表现在：

       多功能控制器是一个以单片机为核心的控制系统，它包括了语音对讲、扩音，人体感应闭锁保护、具有电动操作（本地操作）功能，远程遥控功能。CPU将接收到的信号进行处理、分析、判断然后发出控制信号，从而控制执行机构执行相应的动作。本发明的意义在于改变了传统煤矿工作的模式，提高了劳动生产率，把繁重的人力劳动解放出来，实现了数字化、智能化矿山，实现了高产高效。提高了煤矿的安全系数、减少煤矿工人的数量，推动了煤矿无人开采的进程。具有重大的经济效益和社会效益。值得推广。

本发明专利公开了一种多功能智能控制器用遥控器，包括遥控器本体以及传感器等；与遥控器无线连接的受控元件，受控元件接收遥控器信号动作，从而控制对应继电器动作，继电器控制电磁先导阀。从而控制各个支架上的立柱千斤顶进行动作。

遥控器与受控元件通过无线连接方式进行信号的通讯：

与遥控器无线连接有受控电路板：遥控器上设有无线发射装置；受控电路板设有无线接收装置以及控制单元，受控电路接收信号控制控制单元，通过控制单元控制液压部件的动作，最终实现无线通讯。

液压元件上设有与受控电路板连接的压力传感器、位移传感器，用于检测是否压力或者位移是否到位，从而反馈给受控电路，判断是否进一步是否执行。

根据控制的功能，遥控器上的控制面板以及对应的控制按钮包括：

比如电源按钮、前升柱、后升柱、遥控、电动、前降柱、后降柱、拉架、照明、侧护伸、底调伸、抬底伸、尾梁伸、侧护缩、底调缩、抬底缩、尾梁缩、讲话、接触、调试、转换开关等按钮。

每一个按钮定义着各自的功能：

讲话按钮，按住讲话按钮进行喊话可以下达指令，或者传达各种信息，便于工作面工作的指挥和沟通，具有无线对讲功能。这一功能解决了工作面的通讯问题，方便了煤矿井下工作的组织和协调，便于了工作指令的下达和各种工作情况的汇报。

照明按钮，按一下照明按钮支架上的照明灯“亮”，再按一次照明灯“灭”方便工作。

闭锁功能按钮，在一些特定的情况下要求设备停止当前的任何动作。此时按遥控器上的“闭锁”按钮 所有设备立即停止当前的任何动作，再按一次功能恢复。当支架下面有人通过是，人体感应传感器检测到有人时立即发出闭锁信号，将支架闭锁不能有任何的动作，防止伤人，确保安全，同时还有遥控闭锁功能，大大方便了操作和提高了安全系数。

转换开关具有点动和程控两种功能，分别用两个指示灯指示着当前是点动还是程控，使得操作非常灵活。

遥控器上有三位数码管，数码管上显示的数字表示对应的设备编号，按动按钮“+”数码增大，按“-”数码减小。对应着不同的设备。当遥控器数码管的数字与设备对应时，遥控器的遥控功能才有效。

具有点动控制功能和程序控制功能。遥控器的面板上有一个功能开关。当功能开关拨至“点动”时，面板上的功能键只有用手按住相应的按钮时才有效，手松开时相应的功能无效，例如：推溜按钮，用手按住推溜按钮，推溜千斤顶动作，执行推溜功能，手松开按钮推溜停止。其余的功能按钮相同。当功能按钮拨至“程序控制”时只有推溜按钮盒拉架按钮有效其余的无效，如，按一下推溜按钮CPU按照程序所设定指令一步一步的执行，程序执行过程中具有暂停功能。

设备序号的设定：如架子序号是液压支架和遥控器相对应的地址，通过地址对应，保证不能出现误动作。想控制几号支架时，将手中遥控器的“加号”或“减号”拨至几号，号码显示在遥控器上。

当拨至程控时，只有拉架按钮和推溜按钮动作有效，其他按钮无效。按拉架时进入拉架程序，按推溜时进入推溜程序。

采用智能支架遥控器对液压支架进行操作使复杂的、繁重的操作变成轻松的，简单的。

前面板上有一个LCD显示器显示有支架的编号，前柱和后柱的工作压力，推移缸的位移量，当前的动作显示。面板上的所有按钮手动按钮对应着各自的功能。功能按钮的主要功能是在遥控器失效的时候或者调整支架的时候用手操作比较方便。

为保证人体的安全，与上述电路控制板连接有人体感应设备，电路控制板读取人体感应设备的信号并控制开关部件。

使用时，将它装在工作面支架上和工作面支架配套使用使支架的操作变成智能的，多功能智能控制器它可以安装在综采支架、刮板机上、皮带机或其他设备上，组成这些设备的一个智能控制设备。用它可以接收远程遥控对应的信号使设备实现无线远程操作，另外它还有语音接收功能。电动操作功能、程控下操作的功能。还有照明功能、人体感应闭锁功能。

矿用本质安全型多功能智能控制器上电后进行自检，没有问题时显示系统正常，准备工作。并显示液压支架的信息“支架号、前柱压力、后柱压力、位移量、当前的工作状态”系统并检测前柱压力和后柱压力，当压力低于设定值时，自动执行加压程序，一直扫描。

当按动面板上的功能开关至电动时，此时电动指示灯亮，可以用手直接按动面板上的按钮操作液压支架，按钮下方有明确的相应动作指示。电动操作时应关闭人体感应闭锁功能，这种操作方式主要用于调试设备。

当按动面板上的功能开关至遥控时，此时遥控指示灯亮，用专用遥控器进行操作。

综上，本控制器彻底改变了采煤支护、运输设备的控制方式。用它来控制设备使控制方便、灵活、轻松。大大减轻了煤矿工人的劳动强度，提高了煤矿的安全系数，减少工人的数量，提高生产效率。给企业带来更大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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；

图1是本发明移架过程示意图；

图2是本发明推溜过程示意图；

图3是本发明自动加压过程示意图；

图4是辅助支架结构示意图。

具体实施方式

下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

一种智能控制器，包括外壳，外壳内设有电路控制板，本电路控制板可以采用现有的电路板形式。

与电路控制板连接有显示屏，用于显示各方面的信息，比如：控制的对象、控制的幅度、当前的状态等；

智能控制器上设有控制按钮，比如电源按钮、前升柱、后升柱、遥控、电动、前降柱、后降柱、拉架、照明、侧护伸、底调伸、抬底伸、尾梁伸、侧护缩、底调缩、抬底缩、尾梁缩、讲话、接触、调试等按钮。

本发明创造主要包括以下功能：

1 语音通讯功能：按住遥控器左侧的通讯按钮，对着遥控器的麦克风进行讲话，此时其他的遥控器和所有多功能控制器上的喇叭均发出声音，整个工作面都能听到，这一功能主要用于下达各种指令和整个工作面工作 的沟通，非常方便。

2 照明功能：遥控器上的照明功能键，主要用于遥控多功能控制器所控制的工作面照明灯，按下照明按钮遥控器发射信号，多功能控制器接受信号控制照明灯“亮”，再按一次照明灯“灭”。

3闭锁功能键：遥控器上闭锁功能键主要用于在特定的情况下，强行多功能控制器不能有任何的动作，例如支架下面要有人通过时，支架不能有任何的动作，防止出现不安全的事件 。具体操作：按下遥控器上的闭锁按钮，多功能控制器处于死机状态，此时按动其他的按钮也无效。再按一次闭锁解除。

4其他功能键的操作：

“+”“-”按钮的功能：

   要想用遥控器对设备进行操作必须先要地址对应，遥控器上有一个三位数码管显示000-----999每一个数字对应着唯一的多功能控制器的地址，也就是最多控制999个多功能控制器。只有遥控器上的数字（地址）和多功能控制器上的数字（地址）相同时多功能控制器才有效，遥控器上有一个“+”和一个“-”按“+”数字增大，按“-”数字减小。

“点动”“程控”按钮的功能：遥控器上有一个点动按钮和一个程控按钮，两个按钮在软件上是互锁的。当按下点动按钮时 ，点动按钮有效，其他的功能按钮，均处于点动功能状态，程控按钮无效。当按下程控按钮时，程控按钮有效，点动按钮无效。其他的功能按钮只有推溜、拉架有效。

具体操作：点动状态下   如按住功能按钮“前柱升”遥控器发射信号，多功能控制器CPU接收到信号后作出判定并发出相应的控制信号，多功能控制器中的前柱升继电器吸合，控制前柱的电磁阀打开，前柱液压缸动作。当手松开，继电器断开 ，前柱液压缸停止工作。即 点动状态下按住有效，松开无效。

其他功能按钮如后柱、推溜、拉架、侧护、 等等均相同。 

程控状态下：按下程控按钮遥控器和多功能控制器处于程序控制的状态，在这个状态下只有推溜和拉架有效，其他的按钮均无效。

按一下“推溜”按钮 多功能控制器执行推流程序，需要暂停时再按一下，再按一下从暂停的点继续执行直到结束。图2所示。

拉架程序如同。图1所示。

推溜、拉架的位移量是自动实现的，受控单元的液压元件上设有位移传感器，0--600mm的位移量对应着4--20mA的电信号输出。电路板实时检测位移传感器的信号，比如，升柱工作时，需要移动600mm，当位移传感器检测到移动600mm后，电路控制板控制受控元件，比如，阀体进行关闭；同理控制降柱过程。

自动加压程序是一个循环中的子程序，不管多功能控制器有没有动作，他每一个扫描周期都要执行一次。图3所示。

前后升降柱功能：对应有前升柱、后升柱、前降柱、后降柱四个按钮。

侧护伸缩功能：对应侧护伸、侧护缩两个按钮；

抬底伸缩功能：对应抬底伸、抬底缩两个按钮；

底调伸缩功能：对应底调伸、底调缩两个按钮；

尾梁伸缩功能：对应尾梁伸、尾梁缩两个按钮。

本发明创造采用无线控制，与电路控制板连接有无线传送装置，与无线传送装置对应有无线接收装置；

与无线接收装置连接有受控电路，受控电路控制有继电器，继电器控制有电磁阀。

与电路控制板还连接有人体感应按钮， 其中人体感应按钮对应有设于支架旁的人体感应装置（比如红外感应器），人体感应装置感应是否有人员村在，并将这些检测到的信息通过无线发送到电路控制板上，然后通过人体感应需要移动支架的位置处，如果感应到人体存在，中止移架工作。

  遥控器上设有语音对讲、扩音功能，需要时按住喊话按钮，可以对整个工作面进行下达指令，非常方便。

1设备序号的设定：如架子序号是液压支架和遥控器相对应的地址，通过地址对应，保证不能出现误动作。想控制几号支架时，将手中遥控器的加号拨至几号，号码显示在遥控器上。

2 遥控器上设有点动和程控转换开关，当拨至点动时，手指按动相应的按钮，支架执行相应的动作。

3 当拨至程控时，只有拉架按钮和推溜按钮动作有效，其他按钮无效。按拉架时进入拉架程序，按推溜时进入推溜程序。

采用智能支架遥控器对液压支架进行操作使复杂的、繁重的操作变成轻松的，简单的。

矿用本质安全型多功能智能控制器上电后进行自检，没有问题时显示系统正常，准备工作。并显示液压支架的信息“支架号、前柱压力、后柱压力、位移量、当前的工作状态”系统并检测前柱压力和后柱压力，当压力低于设定值时，自动执行加压程序，一直扫描。

当按动面板上的功能开关至电动时，此时电动指示灯亮，可以用手直接按动面板上的按钮操作液压支架，按钮下方有明确的相应动作指示。电动操作时应关闭人体感应闭锁功能，这种操作方式主要用于调试设备。

当按动面板上的功能开关至遥控时，此时遥控指示灯亮，用专用遥控器进行操作。见遥控操作说明。

当有人到达本液压支架下面时，液压支架自动闭锁、不能有任何的操作，确保人员安全，需要解除闭锁时按动闭锁按钮。

当需要扩音讲话时，按住讲话按钮，方可进行讲话。

为了提高支撑效果，在液压支架的前端设置辅助架， 图4所示。

辅助架包括前辅支架和后辅支架，其中沿着支架前进的方向，前辅支架位于后辅支架的前方，所述的前辅支架和后辅支架各包括位于各自上端的弓形支撑架1、2，两个弓形支撑架重叠部分，其中位于前辅支架的弓形支撑架高于后支撑架的弓形支撑架；

每个弓形支撑架的下端各设有两个油缸3，两个油缸3的连线与支架前进方向垂直，两个油缸的上端固定支撑弓形支撑架；

四个油缸的下端设有两个U型的支撑板4，一个U型支撑板对应两个油缸，两个U型支撑板的中轴线与液压支架的前进方向平行，两个U型支撑板开口对接式连接，其中位于后方的U型支撑板的端部插接到前方U型支撑板的端部，沿液压支架前进方向共线的两个油缸之间固定设有伸缩油缸5。

前辅助架的支撑方法：

首先，回收前辅助支架的两个液压支柱，使得前辅助支架的前两个支柱回收；

然后，将伸缩油缸进行伸缩，伸缩油缸带动前辅助支架以及支柱向前移动；

伸缩油缸到位后，向前辅助支架的两个支柱内重新注液，使其重新支撑；

然后，放松后辅助支架的前两个支柱，然后回收伸缩油缸，伸缩油缸带动后辅助支架以及支柱向前移动；到位后，向后辅助支架的两个支柱内重新注液，使其重新支撑。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种多种控制功能的智能控制器，其特征在于：包括控制器遥控器，所示的遥控器包括壳体，壳体内设有电路控制板以及与之连接的显示器，壳体上设有用于给电路控制板输入信号的控制按钮；电路控制板上连接有无线接收装置；与无线发射装置对应连接有无线接收装置，与无线接收装置连接有受控电路板，与受控电路板并列连接有受其控制的控制单元，所述的控制单元包括受其控制的继电器、继电器控制本质安全型电磁阀，管道连接在电磁阀上，液压元件上设有与受控电路板连接的压力传感器、位移传感器；与上述电路控制板连接有人体感应设备，电路控制板读取人体感应设备的信号并控制开关部件；所述的控制单元为液压缸，所述的液压元件包括前后立柱、抬底支柱、底调支柱、尾梁支柱；所述的控制器上设有语音对讲、扩音功能。

2.根据权利要求1所述的多种控制功能的智能控制器，其特征在于：所述控制器上设有自锁按钮，自锁按钮与电路控制板连接，电路控制板接收自锁按钮后将 中断所有动作。

3.根据权利要求2所述的多种控制功能的智能控制器，其特征在于：所述的自锁按钮包括二个带有自锁功能的按钮——总开关和闭锁开关。

4.一种多功能智能控制过程，其特征在于：

A、将整个工作面的支架统一进行编号，每个编号对应着唯一的支架；

B、从面板上选择受控编号的液压支架单元；然后才能对其进行操作；

C、具体的操作如移架、推溜程序：

移架方法：

按下移架按钮，收侧护板、收底座；

降前、后柱；

通过传感器进行检测，如果降到位、且前后柱平衡，停止移架；

如果检测没有到位或者平衡继续施压降柱；

在移架的时进行抬底，收缩液压柱进行抬底：

移架到位后收抬底；

伸侧护板、调整架子的姿态，到位后升前、后柱到规定压力；

推溜过程：

推溜开始并显示推溜；

到位，停止推溜。

5.一种智能控制支架的前辅助架，其特征在于：

所述的前辅助支架位于液压支架的前方，包括前辅支架和后辅支架，其中沿着支架前进的方向，前辅支架位于后辅支架的前方，所述的前辅支架和后辅支架各包括位于各自上端的弓形支撑架，两个弓形支撑架重叠部分，其中位于前辅支架的弓形支撑架高于后支撑架的弓形支撑架；

每个弓形支撑架的下端各设有两个油缸，两个油缸的连线与支架前进方向垂直，两个油缸的上端固定支撑弓形支撑架；

四个油缸的下端设有两个U型的支撑板，一个U型支撑板对应两个油缸，两个U型支撑板的中轴线与液压支架的前进方向平行，两个U型支撑板开口对接式连接，其中位于后方的U型支撑板的端部插接到前方U型支撑板的端部，沿液压支架前进方向共线的两个油缸之间固定设有伸缩油缸。

6.前辅助架的支撑方法，其特征在于：

首先，回收前辅助支架的两个液压支柱，使得前辅助支架的前两个支柱回收；

然后，将伸缩油缸进行伸缩，伸缩油缸带动前辅助支架以及支柱向前移动；

伸缩油缸到位后，向前辅助支架的两个支柱内重新注液，使其重新支撑；

      然后，放松后辅助支架的前两个支柱，然后回收伸缩油缸，伸缩油缸带动后辅助支架以及支柱向前移动；到位后，向后辅助支架的两个支柱内重新注液，使其重新支撑。