專利名稱：一種具有無線通信功能的工作面液壓支架控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有無線通信功能的工作面支架控制裝置，用于煤礦井下的綜采工作面上的液壓支架的控制裝置，是一種用于控制液壓支架動作和與其它液壓支架聯(lián)絡的電子裝置，可以僅通過支架控制器的一個無線端口，就可以實現采煤機位置檢測、刮板運輸機姿態(tài)檢測、液壓支架姿態(tài)檢測和液壓支架的遙控等多種功能。
背景技術：
液壓支架是井下采掘的重要設備，采用支架電液控制系統(tǒng)可以降低操作人員的勞動強度，提高煤礦生產效率，實現煤礦的無人化開采，由于液壓支架架型較多，伴隨著工作面自動化程度的不斷提高，支架控制系統(tǒng)需要檢測設備狀態(tài)信息多元化、多樣化數量不等的傳感元件，但目前的支架控制裝置都采用固定模式和固定數量的電氣接口，對于不同類型工作面的自動化需求，支架控制裝置的資源不能得到很好的匹配，有些功能不能滿足，但有些資源功能閑置，造成資源浪費，增加了設備成本。

發(fā)明內容
為了能夠滿足各種架型液壓支架的自動化控制功能需求，提高支架控制裝置資源利用率，方便設備維修，本發(fā)明提出一種具有無線通信功能的工作面支架控制裝置，所述支架控制裝置包括支架控制器、采煤機位置發(fā)送器、三維陀螺儀和支架遙控器。本發(fā)明的目的是這樣實現的一種具有無線通信功能的工作面支架控制裝置包括支架控制器、采煤機位置發(fā)射器、三維陀螺儀和支架遙控器。通過對采煤機位置、刮板運輸機姿態(tài)檢測和液壓支架姿態(tài)檢測，以及支架遙控等不同功能劃分，將其工作范圍、時間、 動作區(qū)域和操作區(qū)域等進行分析，將時間和空間上不會重疊的，對支架控制器需要通過與配套設備進行數據交換獲取相關信息的通道進行梳理，使支架控制器采用單一接口就可以將各種應用功能集成在一起，并將配套的傳感器采用相同的通信方式與支架控制器建立鏈接，實現其相應的功能。所述支架控制器、采煤機位置發(fā)射器、三維陀螺儀和支架遙控器都具有一個無線通信模塊，并且具有各自不同的ID號，各設備可以通過其無線通信模塊，按照各自不同的ID號實現設備之間的相互通信。采煤機位置發(fā)射器安裝在采煤機機身中部， 通過調節(jié)并固定發(fā)射功率，與工作面液壓支架上安裝的2-3個支架控制器進行數據通信， 并通過計算可以確定采煤機位置；用于刮板運輸機姿態(tài)檢測的三維陀螺儀安裝在刮板運輸機上，與刮板運輸機對應的液壓支架上安裝的支架控制器進行無線通信；用于液壓支架姿態(tài)檢測的三維陀螺儀安裝在液壓支架的掩護梁上，與本架的支架控制器進行無線通信；用于支架遙控的支架遙控器由操作人員手持在工作面與最近一架的支架控制器進行無線通信，實現支架的動作控制。以上所有操作均通過支架控制器的一個無線通信接口實現支架控制器與其配套的傳感器或支架遙控器進行數據通信。具體技術方案如下一種具有無線通信功能的工作面液壓支架控制裝置，包括支架控制器、采煤機位置無線發(fā)射器、液壓支架姿態(tài)檢測裝置、刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和支架遙控器，所述支架控制器安裝在液壓支架上，包括一個第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊僅有一個具有無線通信功能無線通信端口 ；所述采煤機位置無線發(fā)射器設置在采煤機上，所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置設置在液壓支架上，所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置設置在刮板運輸機上，所述支架遙控器為手持式，可沿工作面移動；所述采煤機位置無線發(fā)射器、所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置、所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和所述支架遙控器各具有一個第二無線通信模塊，多個所述第二無線通信模塊可分別與所述第一無線通信模塊通過所述無線通信端口進行數據通訊。優(yōu)選每個所述第二無線通信模塊分別具有不同的ID號。優(yōu)選所述采煤機位置無線發(fā)射器安裝在采煤機機身上，采煤機位置無線發(fā)射器可以以一定的發(fā)射功率向外發(fā)射無線信號，所述發(fā)射功率的大小可調，以保證有2-3個支架控制器可以接收到采煤機無線發(fā)射器發(fā)送的無線信號。優(yōu)選所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置包括第一無線三維陀螺儀，所述第一無線三維陀螺儀安裝在刮板運輸機上，所述刮板運輸機每節(jié)溜槽的寬度與一架液壓支架的寬度一致，溜槽與液壓支架一一對應，每節(jié)溜槽配置一臺第一無線三維陀螺儀，可與對應液壓支架的支架控制器進行無線通信，支架控制器發(fā)出刮板運輸機姿態(tài)讀取命令，對應的第一無線三維陀螺儀回送刮板運輸機的運行姿態(tài)數據。優(yōu)選所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置包括第二無線三維陀螺儀，所述第二無線三維陀螺儀安裝在液壓支架的頂梁、掩護梁和連桿上，可與其液壓支架的支架控制器進行無線通信，支架控制器發(fā)出液壓支架姿態(tài)讀取命令，對應的第二無線三維陀螺儀回送本架液壓支架的運行姿態(tài)數據。優(yōu)選所述支架遙控器由操作人員手持在工作面對液壓支架實施液壓支架動作遙控，所述支架遙控器通過對其發(fā)射功率大小的控制實現其只能與操作人員所在的液壓支架的支架控制器進行無線通信，并可對操作人員所在的液壓支架的支架控制器實施動作閉鎖控制，以保證操作人員的安全。本發(fā)明產生的有益效果是可以通過支架控制器的一個無線通信端口與多個配接設備進行無線通信、設備互聯(lián)，分時段、分區(qū)域獨享支架控制器的無線通信資源，實現了采煤機位置檢測、刮板運輸機姿態(tài)檢測和液壓支架姿態(tài)檢測，通過支架遙控器實現支架的動作控制等多種不同的應用，提高了設備資源的利用率。減少了支架控制器與其配接設備的電纜連接器，簡化了系統(tǒng)，減低了成本，提高了系統(tǒng)可靠性。


附圖1為本發(fā)明所述支架控制裝置的結構示意圖。附圖標記如下1-工作面；2-采煤機；3-液壓支架；4-刮板運輸機；5-溜槽；6_刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置(第一無線三維陀螺儀)；7-采煤機位置無線發(fā)射器；8-支架控制器；9-液壓支架姿態(tài)檢測裝置(第二無線三維陀螺儀)；10-支架遙控器。
具體實施方式
參見附圖1，一種具有無線通信功能的工作面液壓支架控制裝置，包括支架控制器、采煤機位置無線發(fā)射器、液壓支架姿態(tài)檢測裝置、刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和支架遙控器，所述支架控制器安裝在液壓支架上，包括一個第一無線通信模塊，所述無線通信模塊僅有一個具有無線通信功能無線通信端口 ；所述采煤機位置無線發(fā)射器設置在采煤機上，所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置設置在液壓支架上，所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置設置在刮板運輸機上，所述支架遙控器為手持式，可沿工作面移動；所述采煤機位置無線發(fā)射器、所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置、所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和所述支架遙控器各具有一個第二無線通信模塊，多個所述第二無線通信模塊可與所述第一無線通信模塊通過所述無線通信端口進行數據通訊，多個所述第二無線通信模塊分別具有不同的ID號。所述的采煤機位置無線發(fā)射器具有無線收發(fā)模塊，通過調節(jié)無線收發(fā)模塊的功率，可與工作面液壓支架上安裝的2-3臺支架控制器建立鏈接，實現其無線通信，通過計算可以確定采煤機位置，隨著采煤機的運動，接收到無線信號的支架控制器也在不斷的發(fā)生變化，支架電液控制系統(tǒng)獲取的采煤機位置也在不斷的發(fā)生著變化。所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置包括無線三維陀螺儀，所述的無線三維陀螺儀安裝在刮板運輸機上，三維陀螺儀具有無線收發(fā)模塊，通過調節(jié)無線收發(fā)模塊的功率，可與其對應的液壓支架上安裝的支架控制器建立鏈接，實現其無線通信。這樣，刮板運輸機與液壓支架之間不需要架設電纜連接器，方便有行人通行，如果使用電纜連接器與支架控制器連接將影響行人通行，且電纜較長，不易布置，容易損壞。所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置包括無線三維陀螺儀，所述的無線三維陀螺儀安裝在液壓支架上，三維陀螺儀具有無線收發(fā)模塊，通過調節(jié)無線收發(fā)模塊的功率，可與本架上安裝的支架控制器建立鏈接，實現其無線通信。這樣，支架控制器無需使用電纜連接器與三維陀螺儀連接，必要時，三維陀螺儀可以進行級聯(lián)，即一個三維陀螺儀可以將其數據送到另一個三維陀螺儀，這樣依次傳送，最后一個三維陀螺儀將支架姿態(tài)檢測的所有傳感器數據報送到支架控制器進行處理。刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和液壓支架姿態(tài)檢測裝置中的無線三維陀螺儀可以選擇同一型號，也可以選擇不同型號，至少其能滿足裝置的功能需求即可。使用無線三維陀螺儀進行刮板運輸機姿態(tài)檢測和液壓支架姿態(tài)檢測是本領域的公知常識，在此不予累述。所述支架遙控器由操作人員手持在工作面移動，支架遙控器內置無線收發(fā)模塊， 通過調節(jié)無線收發(fā)模塊的功率，可與操作人員所在支架的支架控制器建立鏈接，實現其無線通信，并對該架進行動作閉鎖控制，以確保操作人員的安全。這樣，方便操作人員操作，操作人員無需在支架控制器上操作，可以就近觀察和控制液壓支架的各種動作，并保證了離操作人員最近的一架液壓支架處于閉鎖狀態(tài)，不會因為誤操作等原因產生任何動作，威脅操作人員的人身安全。同時，由于支架遙控器只與最近的一架建立了鏈接，無線通信的消耗功率降到的最低，延長的支架遙控器的電池的工作時間。在本實施例中，支架控制器與工作面配套的各種設備無需使用電纜連接器連接， 降低了系統(tǒng)成本，簡化了系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)可靠性。另外，每個支架控制器僅有一個具有無線通信功能的端口，通過該端口可以與其配套的多種傳感器進行數據通信，并且在不同的操作區(qū)段、時間區(qū)段和動作區(qū)段配套設備獨享支架控制器的無線通信端口資源，提高了支架控制器通信資源的利用率。
無線通信端口的利用可以以以下方式進行采煤機位置無線發(fā)射器設置在采煤機上，其僅與臨近的2-3個支架控制器聯(lián)系， 由于在采煤機附近不會有相關的支架動作，因此，此處的支架控制器的無線接收端口不會接收到支架控制器其他配套設備的無線信號；只有在支架進行推溜或拉溜時才會改變對應的刮板運輸機上的無線三維陀螺儀數據，因此，只有在支架控制器進行液壓支架推溜或拉溜動作時，才由支架控制器主動讀取刮板運輸機上三維陀螺儀的數據，以對刮板運輸機實施的推移動作進行閉環(huán)控制；只有在支架進行降柱、升柱和平衡千斤頂等動作時，液壓支架上安裝的無線三維陀螺儀數據會發(fā)生變化，因此，只有在支架進行立柱、平衡千斤頂動作時，才由支架控制器主動讀取本架液壓支架上三維陀螺儀的數據，以對液壓支架的運行姿態(tài)進行閉環(huán)控制；通過支架遙控器可以實現液壓支架的鄰架單動作控制，成組動作控制，并可以啟動跟隨采煤機的液壓支架自動化控制功能，在操作人員進行支架操作過程中，沒有其他配套無線設備與支架控制器進行無線通信，支架遙控器可獨占支架控制器無線通信通道資源，從而保證了支架遙控的可靠性。通過上述方式，一個無線通信功能端口可以與其配套的多種傳感器進行數據通信，并且在不同的操作區(qū)段、時間區(qū)段和動作區(qū)段配套設備獨享支架控制器的無線通信端口資源，有效的提高了支架控制器通信資源的利用率。支架控制器可以通過軟件對接受到的信號進行識別，以實現不同的功能。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明專利揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明專利的保護范圍之內。
權利要求
1.一種具有無線通信功能的工作面液壓支架控制裝置，其特征在于包括支架控制器、采煤機位置無線發(fā)射器、液壓支架姿態(tài)檢測裝置、刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和支架遙控器，所述支架控制器安裝在液壓支架上，包括一個第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊僅有一個具有無線通信功能的無線通信端口 ；所述采煤機位置無線發(fā)射器設置在采煤機上，所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置設置在液壓支架上，所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置設置在刮板運輸機上，所述支架遙控器為手持式，可沿工作面移動；所述采煤機位置無線發(fā)射器、 所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置、所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和所述支架遙控器各具有一個第二無線通信模塊，多個所述第二無線通信模塊可分別與所述第一無線通信模塊通過所述無線通信端口進行數據通訊。
2.根據權利要求1所述的支架控制裝置，其特征在于每個所述第二無線通信模塊分別具有不同的ID號。
3.根據權利要求1或2所述的支架控制裝置，其特征在于所述采煤機位置無線發(fā)射器安裝在采煤機機身上，采煤機位置無線發(fā)射器可以以一定的發(fā)射功率向外發(fā)射無線信號，所述發(fā)射功率的大小可調，以保證有2-3個支架控制器可以接收到采煤機無線發(fā)射器發(fā)送的無線信號。
4.根據權利要求3所述的支架控制裝置，其特征在于所述刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置包括第一無線三維陀螺儀，所述第一無線三維陀螺儀安裝在刮板運輸機上，所述刮板運輸機每節(jié)溜槽的寬度與一架液壓支架的寬度一致，溜槽與液壓支架一一對應，每節(jié)溜槽配置一臺第一無線三維陀螺儀，可與對應液壓支架的支架控制器進行無線通信，支架控制器發(fā)出刮板運輸機姿態(tài)讀取命令，對應的第一無線三維陀螺儀回送刮板運輸機的運行姿態(tài)數據。
5.根據權利要求4所述的支架控制裝置，其特征在于所述液壓支架姿態(tài)檢測裝置包括第二無線三維陀螺儀，所述第二無線三維陀螺儀安裝在液壓支架的頂梁、掩護梁和連桿上，可與其液壓支架的支架控制器進行無線通信，支架控制器發(fā)出液壓支架姿態(tài)讀取命令， 對應的第二無線三維陀螺儀回送本架液壓支架的運行姿態(tài)數據。
6.根據權利要求5所述的支架控制裝置，其特征在于所述支架遙控器由操作人員手持在工作面對液壓支架實施液壓支架動作遙控，所述支架遙控器通過對其發(fā)射功率大小的控制實現其只能與操作人員所在的液壓支架的支架控制器進行無線通信，并可對操作人員所在的液壓支架的支架控制器實施動作閉鎖控制，以保證操作人員的安全。
全文摘要
一種具有無線通信功能的工作面液壓支架控制裝置，包括支架控制器、采煤機位置無線發(fā)射器、液壓支架姿態(tài)檢測裝置、刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和支架遙控器，支架控制器安裝在液壓支架上，包括一個第一無線通信模塊，第一無線通信模塊僅有一個具有無線通信功能無線通信端口；采煤機位置無線發(fā)射器設置在采煤機上，液壓支架姿態(tài)檢測裝置設置在液壓支架上，刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置設置在刮板運輸機上，支架遙控器為手持式，可沿工作面移動；采煤機位置無線發(fā)射器、液壓支架姿態(tài)檢測裝置、刮板運輸機姿態(tài)檢測裝置和支架遙控器各具有一個第二無線通信模塊，多個第二無線通信模塊可分別與第一無線通信模塊通過無線通信端口進行數據通訊。
文檔編號E21D23/12GK102352763SQ20111033012
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者姜文峰, 林恩強, 牛劍峰, 魏文艷 申請人:北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司