煤矿采掘机械故障诊断装置包括多轴加速度传感器与多轴加速度传感器相连接的滤波电路，与滤波电路相连接的微处理器，与微处理器相连接的ＣＡＮ控制器，与ＣＡＮ控制器相连接的高速光耦合器，与高速光耦合器相连接的ＣＡＮ总线收发器，与ＣＡＮ总线收发器相连接的ＣＡＮ总线，与ＣＡＮ总线相连接的ＣＡＮ适配卡，与ＣＡＮ适配卡相连接的处理器，与处理器相连接的无线收发芯片，与无线收发芯片相连接的环形芯片及匹配网络；人为可控制的末端主要由无线收发芯片，与无线收发芯片相连接的处理器，与处理器相连接的ＭＡＸ２３２芯片，与ＭＡＸ２３２芯片相连接的ＰＣ机组成。该装置采用多轴加速度传感器技术进行掘进机现场振动信号检测以诊断掘进机故障，可减少停机率、延长掘进机使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿采掘机械故障诊断装置，尤其是一种适用于矿井采掘机械设备振 动检测和故障诊断的检测装置。
技术介绍
掘进机是煤矿采掘机械化过程中的一种关键机械，其工作环境复杂、恶劣，需要现 场检测掘进机的振动情况，进行故障的诊断及预防，以提高工作效率。对于掘进机这样复杂 的机械来说，导致故障的因素有很多，并且这些因素之间是相互关联的，这使得故障诊断十 分困难。而且诊断结果的准确程度也与诊断者的知识储备和经验有关，研究表明一个熟练 地技术员，在确定故障原因和位置时会花费大约70% -90%的时间，而用于最后的维修工 作所花费的时间只有约10% -30%。因此，采用人工智能诊断技术是十分必要的，所以专家 系统在掘进机故障诊断中应用相当广泛，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计 算机程序系统，但有时候并没有必要耗费大量的软件系统资源来实时监控处理。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是克服已有技术的不足之处，提供一种结构简单，环境适 应能力强，工作性能稳定，可靠性高的低功耗采掘装置故障诊断检测装置。技术方案本专利技术的煤矿采掘机械故障诊断装置包括数据采集终端、无线传输设 备和监控中心的计算机；其中，数据采集终端包括多轴加速度传感器、滤波电路、微处理器、 CAN控制器、高速光耦合器、CAN总线收发器、CAN总线、CAN适配卡、第一处理器；无线传输 设备包括无线收发芯片、环形芯片及匹配网络、无线收发芯片；监控中心的计算机包括第二 处理器、接口电路MAX232、PC机；数据采集终端的多轴加速度传感器的输出端通过滤波电 路与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端与CAN控制器的输入端相连接，CAN控制 器的输出端与高速光耦合器的输入端相连接，高速光耦合器的输出端与CAN总线收发器相 连接，CAN总线收发器连接到CAN总线上，CAN总线通过CAN适配卡与第一处理器的输入端 相连接，处理器的输出端通过无线收发芯片与环形芯片及匹配网络相连接，环形芯片及匹 配网络输出端与无线收发芯片的输入端相连接，无线收发芯片的输出端将数据传送给第二 处理器的输入端，第二处理器的输出端通过接口电路MAX232将数据传送给PC机。所述的多轴加速度传感器是三轴加速度传感器，检测三维方向的机械振动信息。 数据传送采用CAN通信协议。有益效果该煤矿采掘机械故障诊断检测装置可用于井下恶劣环境中，利于多轴 加速度传感器根据采掘装置振动信号发生异常来检测采掘装置中出现的故障，可以减少停 机率、延长掘进机使用寿命；该设计采用总线式结构，信息传输采用CAN通信协议，由于CAN 总线是基于发送报文的编码，所以系统的扩充性能良好，且CAN总线上的控制节点的增删 不会对系统上其余节点产生影响；该设计通过无线收发设备传输数据，技术人员在监控室 就能够实时观察掘进机的运行状况，在异常状况发生时技术人员就可以给可能还没有察觉的机械操作人员警告信号或直接控制掘进机的运作，这使得采掘工作更加稳定和安全。 附图说明图1是本专利技术的结构框图。图2是CAN总线系统智能节点硬件电路原理图。图3是无线通信子系统电路原理图。图中1_多轴加速度传感器；2-滤波电路；3-微处理器；4-CAN控制器；5_高速光 耦合器；6-CAN总线收发器；7-CAN总线；8-CAN适配卡；9-第一处理器；10-无线收发芯片； 11-环形芯片及匹配网络；12-无线收发芯片；13-第二处理器；14-MAX232 ；15-PC机。具体实施例方式该装置主要由数据采集终端、无线传输设备和监控中心的计算机组成。数据采集 终端的多加速度传感器的输出端通过滤波电路与CAN总线智能节点的输入端相连接，CAN 智能节点的输出端连接在CAN总线上，CAN总线通过CAN适配卡与处理器的输入端相连接， 处理器的输出端通过无线传输系统将数据传送给处理器的输入端，处理器的输出端通过 MAX232将数据传送给PC机。所述的加速度传感器选用多轴加速度传感器；微处理器选用89C51 ；CAN控制器选 用SJA1000独立CAN通信控制器；高速光耦合器选用6N137 ；CAN总线收发器选用PHILIPS 公司的82C250芯片；无线收发芯片、无线收发芯片选用NRF401。下面结合附图对本专利技术作进一步描述图1所示，煤矿采掘机械故障诊断装置由多轴加速度传感器1、滤波电路2、微处理 器3、CAN控制器4、高速光耦合器5、CAN总线收发器6、CAN总线7、CAN适配卡8、第一处理 器9、无线收发芯片10、环形芯片及匹配网络11、无线收发芯片12、第二处理器13、MAX23214 和PC机15组成。多轴加速度传感器1的输出端与滤波电路2的输入端相连接，滤波电路 2的输出端与微处理器3的输入端相连接，微处理器3的输出端与CAN控制器4的输入端 相连接，CAN控制器4的输出端与高速光耦合器5的输入端相连接，高速光耦合器5的输出 端与CAN总线收发器6的输入端相连接，CAN总线收发器6的输出端连接到CAN总线7上， CAN总线7上连接也连接着CAN适配卡8，CAN适配卡8的输出端与第一处理器9的输入端 相连接，处理器9的输出端与无线收发芯片10相连接，无线收发芯片10通过环形芯片及匹 配网络11与无线收发芯片12传输数据，无线收发芯片12的输出端与第二处理器13的输 入端相连接，第二处理器13的输出端通过MAX232芯片14与PC机15的输入端相连接。图2所示，煤矿采掘机械故障诊断装置中的CAN总线系统智能节点硬件电路由微 处理器89C51-U1、独立CAN控制器SJA1000-U2、高速光耦合器6m37_U3、U4、CAN总线收发 器82C250-U5、电容、电阻和二极管组成。微处理器Ul的12、30、16、17、21、32、33、34、35、36、 37、38、39 脚依次与 CAN 控制器 U2 的 13、3、6、5、4、2、1、28、27、26、25、24、23 相连接，CAN 控 制器U2的13脚通过电阻Rl与高速光耦合器U3的3脚相连接，CAN控制器U2的19脚同 时连接第二电阻R2和高速光耦合器U4的6脚，第二电阻R2的另一端同时连接高速光耦合 器U3的2脚和电源VCC，CAN控制器U2的20脚同时连接第三电阻R3和第四电阻R4，第三 电阻R3和第四电阻R4的另一端通过第一电容Cl相连接，且第一电容Cl与第四电阻R4相连接的那一端同时与CAN控制器U2的8、21、15脚、高速光耦合器U4的5脚和地相连接，第 一电容Cl与第三电阻R3相连接的那一端同时与CAN控制器U2的11、22、18、12脚、高速光 耦合器U4的7、8脚和电源VCC相连接，高速光耦合器U3的7、8脚与VDD相连接，高速光耦 合器U3的6脚同时连接第六电阻R6和CAN总线收发器U5的1脚，第六电阻R6的另一端 与VDD相连接，高速光耦合器U3的5脚同时与第二电容C2和地相连接，第二电容C2C2与 另一端与VDD相连接，高速光耦合器U4的2脚与CAN总线收发器U5的3脚相连接同时接 VDD,高速光耦合器U4的3脚通过第五电阻R5与CAN总线收发器U5的4脚相连接，CAN总 线收发器U5的3脚通过第三电容C3与CAN总线收发器U5的2脚相连接，且CAN总线收发 器U5的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矿采掘机械故障诊断装置，其特征在于该装置包括数据采集终端、无线传输设备和监控中心的计算机；其中，数据采集终端包括多轴加速度传感器（１）、滤波电路（２）、微处理器（３）、ＣＡＮ控制器（４）、高速光耦合器（５）、ＣＡＮ总线收发器（６）、ＣＡＮ总线（７）、ＣＡＮ适配卡（８）、第一处理器（９）；无线传输设备包括无线收发芯片（１０）、环形芯片及匹配网络（１１）、无线收发芯片（１２）；监控中心的计算机包括第二处理器（１３）、计算机标准串口ＲＳ－２３２的接口电路ＭＡＸ２３２（１４）、ＰＣ机（１５）；数据采集终端的多轴加速度传感器（１）的输出端通过滤波电路（２）与微处理器（３）的输入端相连接，微处理器（３）的输出端与ＣＡＮ控制器（４）的输入端相连接，ＣＡＮ控制器（４）的输出端与高速光耦合器（５）的输入端相连接，高速光耦合器（５）的输出端与ＣＡＮ总线收发器（６）相连接，ＣＡＮ总线收发器（６）连接到ＣＡＮ总线（７）上，ＣＡＮ总线（７）通过ＣＡＮ适配卡（８）与第一处理器（９）的输入端相连接，处理器（９）的输出端通过无线收发芯片（１０）与环形芯片及匹配网络（１１）相连接，环形芯片及匹配网络（１１）输出端与无线收发芯片（１２）的输入端相连接，无线收发芯片（１２）的输出端将数据传送给第二处理器（１３）的输入端，第二处理器（１３）的输出端通过接口电路ＭＡＸ２３２（１４）将数据传送给ＰＣ机（１５）。...
【技术特征摘要】
一种煤矿采掘机械故障诊断装置，其特征在于该装置包括数据采集终端、无线传输设备和监控中心的计算机；其中，数据采集终端包括多轴加速度传感器(1)、滤波电路(2)、微处理器(3)、CAN控制器(4)、高速光耦合器(5)、CAN总线收发器(6)、CAN总线(7)、CAN适配卡(8)、第一处理器(9)；无线传输设备包括无线收发芯片(10)、环形芯片及匹配网络(11)、无线收发芯片(12)；监控中心的计算机包括第二处理器(13)、计算机标准串口RS 232的接口电路MAX232(14)、PC机(15)；数据采集终端的多轴加速度传感器(1)的输出端通过滤波电路(2)与微处理器(3)的输入端相连接，微处理器(3)的输出端与CAN控制器(4)的输入端相连接，CAN控制器(4)的输出端与高速光耦合器(5)的输入端相连接，高速...
【专利技术属性】
技术研发人员：童敏明，童紫原，王晶晶，唐守锋，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：32
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