專利名稱：摩擦提升機(jī)滑動(dòng)無線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是涉及摩擦提升機(jī)滑動(dòng)無線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
摩擦提升機(jī)已被廣泛地應(yīng)用于礦井提升系統(tǒng)，我國《煤礦安全規(guī)程》第433
條規(guī)定在各種載荷及提升狀態(tài)下，保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，鋼絲繩都不出現(xiàn)滑動(dòng)。
但摩擦提升機(jī)在上述狀態(tài)下存在著提升鋼絲繩與摩擦輪滑動(dòng)的危險(xiǎn)，這關(guān)系到礦井工作人員的安全，因此，防止提升鋼絲繩與摩擦輪滑動(dòng)是摩擦提升中必須解決的問題。由于鋼絲繩與導(dǎo)向輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，因此，可將導(dǎo)向輪的線速度認(rèn)同為鋼絲繩的提升速度。現(xiàn)有的技術(shù)方案是通過采用霍爾傳感器測量提升機(jī)摩擦輪和導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)速，然后利用有線電纜將轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入到可編程控制器或者單片機(jī)等控制裝置中，通過計(jì)算得到提升速度。采用上述技術(shù)方案主要存
在以下幾點(diǎn)不足
① 霍爾傳感器易受干擾，采集數(shù)據(jù)精度不高；
② 測量系統(tǒng)安裝困難，而且采用有線傳輸，難以適應(yīng)煤礦惡劣環(huán)境；
③ 系統(tǒng)的兼容性差，擴(kuò)展不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的問題，提供一種測量準(zhǔn)確度高，安裝容易，操作簡單的摩擦提升機(jī)滑動(dòng)無線監(jiān)測系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的摩擦提升機(jī)滑動(dòng)無線監(jiān)測系統(tǒng)，由無線子節(jié)點(diǎn)和無線主節(jié)點(diǎn)組成，無線子節(jié)點(diǎn)由光電編碼器、D觸發(fā)器、單片機(jī)、無線傳輸模塊、LED指示燈組成，其中光電編碼器的輸出分兩路， 一路直接進(jìn)入單片機(jī)輸入，另一路通過D觸發(fā)器接到單片機(jī)的輸入口，該單片機(jī)的輸出口接無線傳輸模塊和LED指示燈；無線主節(jié)點(diǎn)由無線傳輸模塊、485接口、電平轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘模塊、單片機(jī)、Flash存儲(chǔ)器、液晶顯示器、多功能按鍵、聲音驅(qū)動(dòng)模塊、光電隔離模塊、蜂鳴器、繼電器組成，其中的單片機(jī)采用雙串口芯片，第l個(gè)串口與無線傳輸模塊相連，第2個(gè)串口通過電平轉(zhuǎn)換模塊與485接口相連，該單片機(jī)連接有時(shí)鐘模塊、Flash存儲(chǔ)器和液晶顯示器，單片機(jī)的輸出通過光電隔離模塊與繼電器輸出模塊相連，多功能按鍵與單片機(jī)連接，單片機(jī)、聲音驅(qū)動(dòng)模塊、蜂鳴器順序串接，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)報(bào)警。
本實(shí)用新型的有益效果采用無線主節(jié)點(diǎn)控制數(shù)據(jù)采樣頻率，通過無線子節(jié)點(diǎn)測量摩擦輪和導(dǎo)向輪的速度；采用抗干擾能力強(qiáng)的高分辨率光電編碼器，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地測量提升方向、摩擦輪與導(dǎo)向輪之間的相對(duì)滑動(dòng)速度等參數(shù)，并能顯示、記錄滑動(dòng)產(chǎn)生的特征參數(shù)，包括滑動(dòng)過程中的相對(duì)滑動(dòng)速度的變化曲線，滑動(dòng)的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等，為預(yù)防摩擦提升機(jī)滑動(dòng)事故提供安全保障。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用Flash存儲(chǔ)器，能在掉電情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能；數(shù)據(jù)傳輸采用無線方式，組網(wǎng)容易，造價(jià)低；采用485串口通信，系統(tǒng)的兼容性強(qiáng)，擴(kuò)展方便。利用無線傳輸模塊將其速度值發(fā)送給無線主節(jié)點(diǎn)；由無線主節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令控制無線子節(jié)點(diǎn)的信號(hào)采樣頻率，通過單片機(jī)計(jì)算出兩者之間的速度差， 一旦檢測出摩擦輪與導(dǎo)向輪之間速度差超過一定的值，無線主節(jié)點(diǎn)發(fā)出報(bào)警并通過繼電器控制提升機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)停車，實(shí)現(xiàn)及時(shí)停車，避免滑動(dòng)事故的發(fā)生，其測量準(zhǔn)確度高，安裝容易，操作簡單，具有廣泛的實(shí)用性。


圖1為本實(shí)用新型的監(jiān)測系統(tǒng)電路原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的無線子節(jié)點(diǎn)電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型的無線主節(jié)點(diǎn)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述
圖1所示，無線子節(jié)點(diǎn)由光電編碼器l、 D觸發(fā)器2、單片機(jī)3、無線傳輸模塊4、 LED指示燈5組成，其中光電編碼器1的輸出分兩路， 一路直接進(jìn)入單片機(jī)輸入，另一路通過D觸發(fā)器2接到單片機(jī)3的輸入口 ，單片機(jī)的輸出口接無線傳輸模塊4和LED指示燈5;無線主節(jié)點(diǎn)由無線傳輸模塊6、 485接口 7、電平轉(zhuǎn)換模塊8、時(shí)鐘模塊9、單片機(jī)IO、 Flash存儲(chǔ)器11、液晶顯示器12、多功能按鍵13、聲音驅(qū)動(dòng)模塊14、光電隔離模塊15、蜂鳴器16、繼電器17組成，其中，單片機(jī)采用雙串口芯片，第1個(gè)串口與無線傳輸模塊6相連，第2個(gè)串口通過電平轉(zhuǎn)換模塊8與485接口相連，單片機(jī)10連接有時(shí)鐘模塊9、 Flash存儲(chǔ)器11和液晶顯示器12，單片機(jī)10的輸出通過光電隔離模塊15與 繼電器輸出模塊17相連，多功能按鍵13與單片機(jī)10連接，單片機(jī)IO、聲音 驅(qū)動(dòng)模塊14、蜂鳴器16順序串接，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)報(bào)警。
圖2所示，無線子節(jié)點(diǎn)電路主要由電阻R2、 R3、 R4 、 R5組成的電壓衰 減器、D觸發(fā)器CD4013、單片機(jī)89C2051、無線傳輸模塊接口 Jl、光電編碼器 接口 J2、電源接口 J3、指示燈LED1、 LED2組成。光電編碼器安裝在摩擦輪和 導(dǎo)向輪主軸上，通過光電編碼器接口 J2與D觸發(fā)器CD4013相連。光電編碼器 輸出的A、B相脈沖首先通過電壓衰減器變成D觸發(fā)器CD4013和單片機(jī)89C2051 所需的5V電壓，然后將A相脈沖輸入到D觸發(fā)器CD4013的第3腳，B相脈沖 輸入CD4013的第5腳，在A相脈沖的上升沿，D觸發(fā)器CD4013檢測B相脈沖 的電平，當(dāng)B相脈沖的電平為高時(shí)，輸出管腳l為高電平，三極管Q2導(dǎo)通， 通過電源接口 J3使LED1亮，表示提升機(jī)反轉(zhuǎn)。A相脈沖同時(shí)輸入到CD4013 的9腳，B相脈沖同時(shí)輸入D觸發(fā)器CD4013的11腳，在B相脈沖的上升沿，D 觸發(fā)器CD4013檢測A相的電平，當(dāng)A相脈沖的電平為高時(shí)，輸出管腳13為高 電平，三極管Q1導(dǎo)通，通過電源接口 J3使LED2亮，表示提升機(jī)正轉(zhuǎn)。
D觸發(fā)器CD4013的輸出管腳Ql輸出到單片機(jī)89C2051的中斷口 INTO，當(dāng) Ql發(fā)生上升沿跳變時(shí)，表示提升機(jī)轉(zhuǎn)向從正轉(zhuǎn)變成反轉(zhuǎn)，此時(shí)觸發(fā)單片機(jī) 89C2051中斷，控制其內(nèi)部計(jì)算器的計(jì)數(shù)方向，使其變成加計(jì)數(shù)；D觸發(fā)器 CD4013的管腳Q2輸出到單片機(jī)89C2051的中斷口 INT1，當(dāng)Q2發(fā)生上升沿跳 變時(shí)，表示提升機(jī)轉(zhuǎn)向從反轉(zhuǎn)變成正轉(zhuǎn)，此時(shí)觸發(fā)單片機(jī)89C2051中斷，控制 其內(nèi)部計(jì)算器計(jì)數(shù)方向，使其變成減計(jì)數(shù)。光電編碼器的A、 B脈沖信號(hào)經(jīng)過 電壓衰減器后同時(shí)也輸入到單片機(jī)89C2051的外部時(shí)鐘計(jì)數(shù)管腳T1、 TO，通過 計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)就能方便的計(jì)算出摩擦輪與導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)速。計(jì)算出來 的轉(zhuǎn)速通過無線傳輸模塊接口 Jl傳輸?shù)綗o線傳輸模塊SRWF-501，再通過天線 發(fā)射到到無線主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析處理。
圖3所示，無線主節(jié)點(diǎn)電路由無線傳輸模塊SRWF-501、單片機(jī)W77E58、 電平轉(zhuǎn)換模塊MAX485、 NAND FLASH芯片K9F5608U、聲音驅(qū)動(dòng)模塊三極管Q1、 蜂鳴器LS1、光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片TLP521、繼電器HH53P、反相器7414、通信顯 示模塊U1、多功能按鍵模塊U2 、單片機(jī)W77E58晶振電路U3、電源轉(zhuǎn)換模塊 U4、時(shí)鐘模塊U5、無線傳輸模塊接口 Jl、液晶顯示接口 J2、電源接口 J3、 485
5接口 J4、繼電器接口 J5組成。無線傳輸模塊SRWF-501通過無線傳輸模塊接口J1與單片機(jī)W77E58的串行通信管腳10、 ll腳相連，單片機(jī)W77E58與電平轉(zhuǎn)換模塊MAX485、 485接口 J4串接，電平轉(zhuǎn)換模塊MAX485負(fù)責(zé)將單片機(jī)W77E58的TTL電平與485接口 J4的485通信電平進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與煤礦其他系統(tǒng)的串行通信。NAND FLASH芯片K9F5608U的第100-107管腳是數(shù)據(jù)輸入\輸出接口，分別與單片機(jī)W77E58的P00-P07的8個(gè)管腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。通信顯示模塊U1的管腳TXT1、 TXT2、 BJ與單片機(jī)W77E58的第1、 2、 5管腳相連，通過3個(gè)發(fā)光二極管D1、 D2、 D3進(jìn)行通信狀態(tài)的顯示。多功能按鍵模塊U2的menu、 up、 down管腳與單片機(jī)W77E58的第12、 15、 14管腳相連，可以進(jìn)行有關(guān)提升參數(shù)的輸入。U3為單片機(jī)W77E58的晶振電路，為單片機(jī)提供外部時(shí)鐘。電源轉(zhuǎn)換模塊U4將外部+5V電壓轉(zhuǎn)換為NAND FLASH芯片K9F5608U所需的+3. 3V電壓。電源接口 J3負(fù)責(zé)輸入+5V電壓給降壓芯片LM1117S進(jìn)行降壓。時(shí)間模塊U5主要采用D1302芯片，該芯片內(nèi)部具有充電泵電路，當(dāng)外部電源中斷時(shí)仍能提供工作電源，其內(nèi)部寄存器記錄當(dāng)前的時(shí)、分、秒信息，輸出給單片機(jī)W77E58進(jìn)行時(shí)間信息的顯示。液晶顯示接口 J2的5、 6、 7、 8、 10、11、 12、 13、 14、 15、 16、 17管腳分別與單片機(jī)W77E58的16、 17、 28、 25、39、 38、 37、 36、 35、 34、 33、 32相連，實(shí)現(xiàn)有關(guān)提升參數(shù)的顯示。單片機(jī)W77E58的第13腳與聲音驅(qū)動(dòng)模塊三極管Ql相連，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器LSI工作，當(dāng)單片機(jī)W77E58的第13腳的電平為低時(shí)，蜂鳴器LSI發(fā)出聲音報(bào)警。單片機(jī)W77E58、光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片TLP521、繼電器HH53P順序串聯(lián)，單片機(jī)W77E58的第21腳與光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片TLP521的第2腳相連，光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片TLP521的第1腳與+24V電源相連，光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片TLP521的第3腳與電源相連，第4腳與繼電器朋53P的10腳相連，驅(qū)動(dòng)繼電器朋53P工作，繼電器HH53P通過繼電器接口 J5與摩擦提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)的控制回路相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)的控制。
權(quán)利要求1. 一種摩擦提升機(jī)滑動(dòng)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于它由分別設(shè)在摩擦提升機(jī)摩擦輪和導(dǎo)向輪上的兩個(gè)無線子節(jié)點(diǎn)和設(shè)在提升機(jī)操作室內(nèi)的無線主節(jié)點(diǎn)兩部份組成，無線子節(jié)點(diǎn)由光電編碼器(1)、D觸發(fā)器(2)、單片機(jī)(3)、無線傳輸模塊(4)、LED指示燈(5)組成，其中光電編碼器(1)的輸出分兩路，一路直接與單片機(jī)(3)的輸入口相連，另一路通過D觸發(fā)器(2)與單片機(jī)(3)的輸入口相連，單片機(jī)(3)的輸出口接與無線傳輸模塊(4)和LED指示燈(5)相連；無線主節(jié)點(diǎn)由無線傳輸模塊(6)、485接口(7)、電平轉(zhuǎn)換模塊(8)、時(shí)鐘模塊(9)、單片機(jī)(10)、Flash存儲(chǔ)器(11)、液晶顯示器(12)、多功能按鍵(13)、聲音驅(qū)動(dòng)模塊(14)、光電隔離模塊(15)、蜂鳴器(16)、繼電器(17)組成，其中單片機(jī)(10)為雙串口芯片，第1個(gè)串口與無線傳輸模塊(6)相連，第2個(gè)串口通過電平轉(zhuǎn)換模塊(8)與485接口相連，時(shí)鐘模塊(9)與單片機(jī)(10)的輸入口相連接，單片機(jī)(10)的輸出口分別連接Flash存儲(chǔ)器(11)、液晶顯示器(12)和多功能按鍵(13)，并通過光電隔離模塊(15)連接繼電器輸出模塊(17)，單片機(jī)(10)的輸出口順序串接驅(qū)動(dòng)模塊(14)和蜂鳴器(16)，以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)報(bào)警。
專利摘要一種摩擦提升機(jī)滑動(dòng)的無線檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由無線子節(jié)點(diǎn)無線主節(jié)點(diǎn)組成，在提升機(jī)的摩擦輪和導(dǎo)向輪上各自安裝一個(gè)無線子節(jié)點(diǎn)，在提升機(jī)操作室內(nèi)安裝一個(gè)無線主節(jié)點(diǎn)，通過檢測摩擦輪和導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，利用無線傳輸模塊將其速度值發(fā)送給無線主節(jié)點(diǎn)；由無線主節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令控制無線子節(jié)點(diǎn)的信號(hào)采樣頻率，通過單片機(jī)計(jì)算出兩者之間的速度差，一旦檢測出摩擦輪與導(dǎo)向輪之間速度差超過一定的值，無線主節(jié)點(diǎn)發(fā)出報(bào)警并通過繼電器控制提升機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)停車，實(shí)現(xiàn)及時(shí)停車，避免滑動(dòng)事故的發(fā)生，其測量準(zhǔn)確度高，安裝容易，操作簡單，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)B66B5/04GK201261669SQ20082003908
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者倩 盧, 紅 文, 朱真才, 沈春豐, 王子毅, 陳光柱 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)