矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置及其控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置及其控制系统，该装置包括控制器壳体及其内部的控制电路，在控制器壳体的前面板上设有操作按键、闭锁组件和蜂鸣器组件，在控制器壳体的后盖组件上设有插座定位板，控制电路包括主控模块、人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块和接口模块，主控模块分别与人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块、接口模块相连接，所述UWB无线模块与工作人员佩戴的UWB标签进行通信实现人员定位功能。本发明专利技术在采用UWB技术对工作人员相对于动作液压支架的位置进行定位，当工作人员出现在动作支架附近的危险区域时会立刻停止支架动作并报警提示工作人员赶快离开，从而保证了工作人员的安全。

Hydraulic support control device and control system with personnel positioning function

【技术实现步骤摘要】
矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置及其控制系统
本专利技术属于煤矿井下控制
，涉及液压支架电液控制装置，尤其是一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置及其控制系统。
技术介绍
在煤矿综采工作面中，液压支架主要实现支撑和控制工作面顶板、隔离采空区、推进刮板机等功能，而支架控制装置则是控制液压支架动作的电控设备。现有支架控制装置主要用于实现单架或成组的移架、推溜、放煤、喷雾等动作，但是，在采煤工作面十分恶劣的环境条件下，支架动作存在很高的安全隐患，一旦有人出现在动作的液压支架附近时很容易被误挤压或被顶部散落下的煤块砸伤。另外，现有支架控制装置采用金属壳体且内部灌胶防护结构，比较笨重，给安装和维护带来了很大的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置及其控制系统，解决支架控制装置使用过程中的安全性问题以及安装维护不便的问题。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，包括控制器壳体及其内部的控制电路，在控制器壳体的前面板上设有操作按键、闭锁组件和蜂鸣器组件，在控制器壳体的后盖组件上设有插座定位板，所述控制电路包括主控模块、人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块和接口模块，主控模块分别与人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块、接口模块相连接，所述UWB无线模块与工作人员佩戴的UWB标签进行通信实现人员定位功能。所述主控模块包括MCU单元及与其相连接的电源转换单元、左邻架通讯单元、右邻架通讯单元、红外接收单元、声光报警单元、倾角传感器单元、模拟量采集单元、电磁阀驱动单元；所述电源转换单元将电源箱提供的直流电源转换为主控模块所需的DC3.3V电源，所述左邻架通讯单元、右邻架通讯单元采用CAN通讯与左、右相邻控制器通讯，所述红外接收单元与红外接收器连接实现红外接收功能，所述声光报警单元与声光报警器连接实现声光报警的功能，所述倾角传感器单元与倾角传感器连接实现检测支架倾斜角度功能，所述所述电磁阀驱动单元与电磁阀驱动器连接实现控制电磁阀的功能，所述模拟量采集单元与行程传感器或压力传感器等连接实现模拟量采集功能。所述人机界面交互模块包括与MCU单元相连接的液晶显示单元、键盘输入单元、键盘指示灯单元、蜂鸣器单元。所述急停闭锁模块由两个微动开关组成并与MCU单元的GPIO相连接，实现急停和闭锁功能。所述UWB无线模块包括与MCU单元相连接的UWB单元、指示灯单元、通讯接口。所述接口模块包括两个左、右邻架接口、声光报警器接口、红外接收器接口、2路倾角传感器接口、2路电磁阀驱动器接口和6路模拟量采集接口。所述控制器壳体和后盖组件组件均采用非金属复合材料并构成装置主体，装置主体防护采用全密封免灌胶设计以达到IP68等级；所述闭锁组件、蜂鸣器组件均为可单独拆卸结构，并且防水等级为IP68；所述操作键盘的键盘胶垫为硅橡胶材质，并且防水等级为IP68。所后盖组件组件包括12个四芯插座及2个六芯插座，四芯插座用于与如下传感器直接连接：红外接收器、声光报警器、压力传感器、倾角传感器、电磁阀驱动器、行程传感器和接近传感器等，六芯插座为左右邻架连接使用；所述插座定位板采用304不锈钢材质制成。一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制系统，包括刮板运输机、液压支架、矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置、内置行程传感器的推移油缸以及工作人员佩戴的UWB标签，多个液压支架分别通过推移油缸安装在刮板运输机上，在每个液压支架上均安装有独立编号的矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，通过液压支架控制装置与UWB标签实时通信实现实现人员定位功能及报警功能。所述矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置至少为三个，并安装在液压支架相对于宽度的居中位置。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术在采用UWB(超宽带)技术对工作人员相对于动作液压支架的位置进行定位，当工作人员出现在动作支架附近的危险区域时会立刻停止支架动作并报警提示工作人员赶快离开，从而保证了工作人员的安全。2、本专利技术利用UWB技术实现了纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，并在较宽的频谱上传送极低功率的信号，具有抗干扰性能强、传输速率高、低功耗、无线测距及定位精度高等特点。3、本专利技术整体采用一次注塑成型的非金属材质、前面板和背后接口采用金属件防护的独特结构，并且防护采用全密封免灌胶设计以达到IP68等级，降低了物料成本的同时也极大程度上降低了产品的重量，安装和维护十分便利，降低了工作人员的工作强度，提高了煤矿开采效率。附图说明图1是本专利技术的液压支架控制装置的主视结构示意图；图2是本专利技术的液压支架控制装置的后视结构示意图；图3是本专利技术的液压支架控制装置的控制电路方框图；图4是本专利技术的液压支架控制装置的主控模块电路方框图；图5是本专利技术的人机界面交互模块的电路方框图；图6是本专利技术的UWB无线模块的电路方框图；图7是本专利技术的电源转换单元电路图；图8是本专利技术的CAN通信单元电路图；图9是本专利技术的声光、红外、倾角、电磁阀驱动器单元电路图；图10是本专利技术的模拟量采集单元电路图；图11是本专利技术的液晶显示单元电路图；图12是本专利技术的UWB模块电路图；图13是本专利技术的控制系统的定位原理图1；图14是本专利技术的控制系统的定位过程原理图2；图15是本专利技术的控制系统的定位过程原理图3；图中，1-控制器壳体，2-操作按键，3-前面板，4-闭锁组件，5-蜂鸣器组件，6-后盖组件，7-插座定位板具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述。一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，包括控制器壳体1及其内部的控制电路，如图1及图2所示，在控制器壳体的前面板3上设有操作按键2、闭锁组件4、蜂鸣器组件5，在控制器壳体的后盖组件6上设有插座定位板7。所述闭锁组件为单独可拆卸结构，并且防水等级达到IP68，当闭锁损坏时可现场单独更换。闭锁组件与控制电路相连接实现闭锁急停功能，当定位闭锁组件的闭锁帽向顺时针方向旋转时，可实现控制器本架及左右邻架闭锁，当拍下闭锁帽时，可实现工作面整体闭锁，同时闭锁帽内部红色LED灯常亮，可起到警示的作用。所述蜂鸣器组件具有独立声强提升结构，使蜂鸣器组件声强在1米范围内可达到85db，同时设计了防水透声结构，使得蜂鸣器组件在保证了防水IP68的等级的前提下又不影响声音的传导。蜂鸣器组件为可单独拆卸结构，当蜂鸣器组件损坏时可现场单独更换。所述键盘包括30个按键，其中，10个功能键及20个动作键。其中，“确定/启动”，“取消/停止”为复用按键。键盘胶垫为硅橡胶材质，在保证IP68防水的基础上，不仅提升了操作手感，又能保证现场的可更换性。所述控制器壳体和后盖组件组件采用非金属复合材料并构成装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，包括控制器壳体及其内部的控制电路，在控制器壳体的前面板上设有操作按键、闭锁组件和蜂鸣器组件，在控制器壳体的后盖组件上设有插座定位板，其特征在于：所述控制电路包括主控模块、人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块和接口模块，主控模块分别与人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块、接口模块相连接，所述UWB无线模块与工作人员佩戴的UWB标签进行通信实现人员定位功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，包括控制器壳体及其内部的控制电路，在控制器壳体的前面板上设有操作按键、闭锁组件和蜂鸣器组件，在控制器壳体的后盖组件上设有插座定位板，其特征在于：所述控制电路包括主控模块、人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块和接口模块，主控模块分别与人机界面交互模块、急停闭锁模块、UWB无线模块、接口模块相连接，所述UWB无线模块与工作人员佩戴的UWB标签进行通信实现人员定位功能。


2.根据权利要求1所述矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，其特征在于：所述主控模块包括MCU单元及与其相连接的电源转换单元、左邻架通讯单元、右邻架通讯单元、红外接收单元、声光报警单元、倾角传感器单元、模拟量采集单元、电磁阀驱动单元；所述电源转换单元将电源箱提供的直流电源转换为主控模块所需的DC3.3V电源，所述左邻架通讯单元、右邻架通讯单元采用CAN通讯与左、右相邻控制器通讯，所述红外接收单元与红外接收器连接实现红外接收功能，所述声光报警单元与声光报警器连接实现声光报警的功能，所述倾角传感器单元与倾角传感器连接实现检测支架倾斜角度功能，所述所述电磁阀驱动单元与电磁阀驱动器连接实现控制电磁阀的功能，所述模拟量采集单元与行程传感器或压力传感器等连接实现模拟量采集功能。


3.根据权利要求1所述矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，其特征在于：所述人机界面交互模块包括与MCU单元相连接的液晶显示单元、键盘输入单元、键盘指示灯单元、蜂鸣器单元。


4.根据权利要求1所述矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，其特征在于：所述急停闭锁模块由两个微动开关组成并与MCU单元的GPIO相连接，实现急停和闭锁功能。


5.根据权利要求1所述矿用具有人员定位功能的液压支架控制装置，其特征在于：所述UWB无...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟伟，王雷，翟菲菲，孙建辉，吕梦圆，
申请(专利权)人：天津华宁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12