權(quán)利要求

1.礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制裝置，包括提升機(jī)和礦車（1），其特征在于：還包括設(shè)置在礦井（2）內(nèi)壁上的一組無線收發(fā)裝置（3），設(shè)置在礦井（2）外的檢測組件，設(shè)置在礦車（1）上的調(diào)速組件和控制組件；

所述礦車（1）嚴(yán)格運(yùn)行在礦井（2）中鋪設(shè)的軌道（4）上；

所述提升機(jī)包括設(shè)置在礦井（2）井口處的收繩輥（5）和驅(qū)動收繩輥（5）旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)（6），所述礦井（2）井口與提升機(jī)之間設(shè)有天輪（7），所述天輪（7）在垂直方向上的高度高于礦井（2）的井口和收繩輥（5），所述收繩輥（5）上的主繩（8）跨繞過天輪（7）并與礦車（1）之間可拆卸式的固定連接；

所述檢測組件包括幕板（9）、紅外發(fā)射器（10）、紅外接收器（11）和第一壓力傳感器（12），所述天輪（7）與礦井（2）井口之間、所述天輪（7）與提升機(jī)之間均設(shè)有一對幕板（9），所述軌道（4）一側(cè)的兩個幕板（9）的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外發(fā)射器（10），所述軌道（4）另一側(cè)的兩個幕板（9）的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外接收器（11），所述天輪（7）所在支架的底部頂角處均設(shè)有第一壓力傳感器（12）；

所述無線收發(fā)裝置（3）、檢測組件、調(diào)速組件、控制組件和驅(qū)動電機(jī)（6）均由外部控制器控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述無線收發(fā)裝置（3）均具有對應(yīng)到外部控制器的獨(dú)立地址編號，并且所述無線收發(fā)裝置（3）均通過架設(shè)在礦井（2）井壁上的電纜與外部控制器電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述幕板（9）的高度不低于天輪（7）的高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)（6）與收繩輥（5）之間還設(shè)有離合器變速箱一體裝置（13），所述收繩輥（5）異于設(shè)有驅(qū)動電機(jī)（6）的一端還設(shè)有與之配合且由外部控制器控制的駐車組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述駐車組件包括剎車盤（14）和電控剎車夾（15），所述剎車盤（14）與收繩輥（5）之間可拆卸且同軸式的固定連接，并且所述剎車盤（14）的部分盤體處于電控剎車夾（15）的夾口中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述主繩（8）連接端的端部設(shè)有掛鉤（16），所述礦車（1）的頭、尾兩端外壁上均設(shè)有與掛鉤（16）配合連接體（17）；

所述調(diào)速組件包括常開式剎車環(huán)（18）、氣壓伸縮桿（19）和電動氣泵（20），所述礦車（1）的兩個車軸上均套接有常開式剎車環(huán)（18），所述氣壓伸縮桿（19）的自由桿穿過常開式剎車環(huán)（18）開口處的兩個翼板上的圓孔（21），所述氣壓伸縮桿（19）的自由桿端部還設(shè)有半徑尺寸大于圓孔（21）半徑尺寸的止退體（22），所述氣壓伸縮桿（19）的固定端固定在礦車（1）的底部，所述氣壓伸縮桿（19）均由電動氣泵（20）驅(qū)動伸縮；

所述控制組件包括控制盒（23）、電池倉（24）和稱重組件，所述控制盒（23）和電池倉（24）設(shè)置在礦車（1）的底部，所述控制盒（23）內(nèi)部的容置腔中設(shè)有PCB板（25），所述PCB板（25）上設(shè)有處理模塊（26）、存儲模塊（27）、無線模塊（28）和姿態(tài)傳感器（29），所述電池倉（24）中可拆卸式地安裝有電源模塊（30），所述稱重組件包括活動設(shè)置在礦車（1）載物腔底壁上底板（31）和固定設(shè)置在底板（31）底部四個頂角處的第二壓力傳感器（32）；

所述電動氣泵（20）、PCB板（25）和第二壓力傳感器（32）均由電源模塊（30）供電。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述礦車（1）的車體上還設(shè)有指示燈（33）和把手（34），所述指示燈（33）由電源模塊（30）供電且由PCB板（25）控制；

所述電動氣泵（20）的輸入端還可拆卸式地設(shè)有與之匹配的空氣過濾裝置（35）；

所述電池倉（24）的倉口處通過阻尼鉸軸（36）轉(zhuǎn)動連接有與之匹配的倉蓋（37），所述倉蓋（37）的自由端端部還設(shè)有與電池倉（24）配合的搭扣（38）；

所述礦車（1）的載物腔靠近其底部的內(nèi)側(cè)壁上固定設(shè)有與底板（31）配合的限位環(huán)體（39），所述限位環(huán)體（39）與底板（31）之間設(shè)有柔性密封膜（40）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述倉蓋（37）蓋合在電池倉（24）的倉口上時，所述電池倉（24）內(nèi)部處于與外界隔絕的封閉狀態(tài)；所述電池倉（24）采用同時具備絕緣、導(dǎo)熱特性的硬質(zhì)材料制成，所述礦車（1）底部還設(shè)有與電池倉（24）配合的散熱組件，所述散熱組件由電源模塊（30）供電且由PCB板（25）控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制的裝置，其特征在于，所述散熱組件包括設(shè)置在電池倉（24）外部的散熱風(fēng)扇（41）和設(shè)置在電池倉（24）內(nèi)部的溫度傳感器（42）。

10.根據(jù)權(quán)利要求1~9所述的礦井（2）用斜井提升機(jī)主繩（8）張緊度自動控制裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟（1），使用者將礦車（1）移入軌道（4）并將掛鉤（16）掛接在連接體（17）上，然后使用者將電源模塊（30）放置入電池倉（24）中，此時礦車（1）上的電動氣泵（20）和散熱風(fēng)扇（41）均處于待機(jī)狀態(tài)，并且PCB板（25）、溫度傳感器（42）、第二壓力傳感器（32）和指示燈（33）均處于工作狀態(tài)；

步驟（2），使用者啟動外部控制器，此時檢測組件和無線收發(fā)裝置（3）均處于工作狀態(tài)，并且離合器變速箱一體裝置（13）、駐車組件和驅(qū)動電機(jī)（6）均處于待機(jī)狀態(tài)；

步驟（3），使用者推動礦車（1）向礦井（2）內(nèi)部移動，此時外部控制器通過紅外發(fā)射器（10）和紅外接收器（11）的配合實(shí)時檢測主繩（8）投影到幕板（9）上的繩體的斜率是否保持一致，通過無線接收器和無線模塊（28）的配合實(shí)時預(yù)估礦車（1）與天輪（7）之間的主繩（8）繩體重量大小，以及通過第一壓力傳感器（12）和檢測組件的配合實(shí)時檢測主繩（8）對天輪（7）的壓力大小，然后通過這三個方面的數(shù)據(jù)來分析出主繩（8）上的張緊度處于正常、松弛還是緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)分析出的結(jié)果定量的調(diào)節(jié)收繩輥（5）的轉(zhuǎn)速和礦車（1）的速度，從而來保證主繩（8）上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器（29）實(shí)時監(jiān)測礦車（1）的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥（5）的轉(zhuǎn)速和礦車（1）的速度，從而避免礦車（1）因車速過快而在軌道（4）上側(cè)翻；

步驟（4），當(dāng)?shù)V車（1）移動至礦井（2）內(nèi)部指定位置處時，外部控制器指令驅(qū)動電機(jī)（6）停止工作，指令電控剎車夾（15）夾緊剎車盤（14），指令電動氣泵（20）工作從而使常開式剎車環(huán)（18）將礦車（1）車軸抱死；

步驟（5），當(dāng)?shù)V車（1）在礦井（2）內(nèi)部裝載完貨物時，使用者通過外部控制器發(fā)出指令，外部控制器指令電動氣泵（20）工作從而使常開式剎車環(huán)（18）將礦車（1）車軸松開，指令電控剎車夾（15）松開剎車盤（14），指令驅(qū)動電機(jī)（6）進(jìn)入工作，從而通過主繩（8）將礦車（1）從礦井（2）內(nèi)部拉出；

步驟（6），上述步驟（5）的過程中，外部控制器通過紅外發(fā)射器（10）和紅外接收器（11）的配合實(shí)時檢測主繩（8）投影到幕板（9）上的繩體的斜率是否保持一致，通過無線接收器和無線模塊（28）的配合實(shí)時預(yù)估礦車（1）與天輪（7）之間的主繩（8）繩體重量大小，以及通過第一壓力傳感器（12）和檢測組件的配合實(shí)時檢測主繩（8）對天輪（7）的壓力大小，然后通過這三個方面的數(shù)據(jù)來分析出主繩（8）上的張緊度處于正常、松弛還是緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)分析出的結(jié)果定量的調(diào)節(jié)收繩輥（5）的轉(zhuǎn)速和礦車（1）的速度，從而來保證主繩（8）上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器（29）實(shí)時監(jiān)測礦車（1）的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥（5）的轉(zhuǎn)速和礦車（1）的速度，從而避免礦車（1）因車速過快而在軌道（4）上側(cè)翻。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采礦機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

隨著自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，很多礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了全自動開車，大大降低了司機(jī)的勞動強(qiáng)度。但是斜井串車提升至今無法實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行。主要原因之一是：串車在地面平車廠，下放運(yùn)行時，由于沒有向后的動力，需要人工推動串車，同時提升機(jī)向下運(yùn)行使提升主繩下放，在這個過程中，由于人工推車的速度高低不定，需要絞車司機(jī)根據(jù)觀察到的主繩松緊情況來調(diào)節(jié)提升機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速，以配合工人推車的速度。滾筒轉(zhuǎn)動過快，主繩過松，會觸發(fā)松繩保護(hù)，使系統(tǒng)進(jìn)行施閘保護(hù)；滾筒轉(zhuǎn)動過慢，工人推不動

在申請?zhí)枮椋篊N201120557424.X的專利文件中公開了一種礦井提升機(jī)松繩報警裝置,報警盒安裝在提升機(jī)房上部窗口，報警盒中裝有支座及與支座鉸接的橫桿；橫桿的一端設(shè)有配重，橫桿的另一端穿入固定在報警盒的限位環(huán)后的絕緣尖端與報警電路中的常開開關(guān)接觸；報警盒的上蓋設(shè)有敞開缺口，安裝時，張緊的提升鋼絲繩與橫桿的間距為2-8公分。報警電路中的常開開關(guān)的一極通過導(dǎo)線串聯(lián)報警電鈴后與電源火線連接。報警電鈴安裝在報警盒內(nèi)和礦井提升機(jī)司機(jī)的旁側(cè)。當(dāng)出現(xiàn)提升鋼絲繩松弛未拉緊時，穿過提升機(jī)房上部窗口的提升鋼絲繩下墜，下壓報警盒內(nèi)的橫桿閉合常開開關(guān)或者銅片，接通報警電路，使電鈴響起，提示司機(jī)應(yīng)立即停止礦井提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，防止事故隱患擴(kuò)大，減少損失。

但是，其在實(shí)際使用的過程中仍存在以下不足：

第一，精度較差，因?yàn)樯鲜鰧Ρ任募械难b置只能對松弛程度較大的主繩進(jìn)行檢測，而提升機(jī)在運(yùn)行時，其主繩的張緊度存在緊繃、正常和松弛這三種情況，而上述對比文件中的裝置只能針對提升機(jī)主繩處于松弛狀態(tài)進(jìn)行檢測，而無法檢測到主繩是否處于緊繃狀態(tài)，緊繃狀態(tài)下的主繩也是不利于提升機(jī)正常安全工作的非正常狀態(tài)。

第二，功能單一，因?yàn)樯鲜鰧Ρ任募械难b置并不具備對主繩進(jìn)行松緊調(diào)節(jié)的能力，只能通過報警提醒司機(jī)應(yīng)立即停止提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制裝置，包括提升機(jī)和礦車，還包括設(shè)置在礦井內(nèi)壁上的一組無線收發(fā)裝置，設(shè)置在礦井外的檢測組件，設(shè)置在礦車上的調(diào)速組件和控制組件；

所述礦車嚴(yán)格運(yùn)行在礦井中鋪設(shè)的軌道上；

所述提升機(jī)包括設(shè)置在礦井井口處的收繩輥和驅(qū)動收繩輥旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)，所述礦井井口與提升機(jī)之間設(shè)有天輪，所述天輪在垂直方向上的高度高于礦井的井口和收繩輥，所述收繩輥上的主繩跨繞過天輪并與礦車之間可拆卸式的固定連接；

所述檢測組件包括幕板、紅外發(fā)射器、紅外接收器和第一壓力傳感器，所述天輪與礦井井口之間、所述天輪與提升機(jī)之間均設(shè)有一對幕板，所述軌道一側(cè)的兩個幕板的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外發(fā)射器，所述軌道另一側(cè)的兩個幕板的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外接收器，所述天輪所在支架的底部頂角處均設(shè)有第一壓力傳感器；

所述無線收發(fā)裝置、檢測組件、調(diào)速組件、控制組件和驅(qū)動電機(jī)均由外部控制器控制。

更進(jìn)一步地，所述無線收發(fā)裝置均具有對應(yīng)到外部控制器的獨(dú)立地址編號，并且所述無線收發(fā)裝置均通過架設(shè)在礦井井壁上的電纜與外部控制器電連接。

更進(jìn)一步地，所述幕板的高度不低于天輪的高度。

更進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)與收繩輥之間還設(shè)有離合器變速箱一體裝置，所述收繩輥異于設(shè)有驅(qū)動電機(jī)的一端還設(shè)有與之配合且由外部控制器控制的駐車組件。

更進(jìn)一步地，所述駐車組件包括剎車盤和電控剎車夾，所述剎車盤與收繩輥之間可拆卸且同軸式的固定連接，并且所述剎車盤的部分盤體處于電控剎車夾的夾口中。

更進(jìn)一步地，所述主繩連接端的端部設(shè)有掛鉤，所述礦車的頭、尾兩端外壁上均設(shè)有與掛鉤配合連接體；

所述調(diào)速組件包括常開式剎車環(huán)、氣壓伸縮桿和電動氣泵，所述礦車的兩個車軸上均套接有常開式剎車環(huán)，所述氣壓伸縮桿的自由桿穿過常開式剎車環(huán)開口處的兩個翼板上的圓孔，所述氣壓伸縮桿的自由桿端部還設(shè)有半徑尺寸大于圓孔半徑尺寸的止退體，所述氣壓伸縮桿的固定端固定在礦車的底部，所述氣壓伸縮桿均由電動氣泵驅(qū)動伸縮；

所述控制組件包括控制盒、電池倉和稱重組件，所述控制盒和電池倉設(shè)置在礦車的底部，所述控制盒內(nèi)部的容置腔中設(shè)有PCB板，所述PCB板上設(shè)有處理模塊、存儲模塊、無線模塊和姿態(tài)傳感器，所述電池倉中可拆卸式地安裝有電源模塊，所述稱重組件包括活動設(shè)置在礦車載物腔底壁上底板和固定設(shè)置在底板底部四個頂角處的第二壓力傳感器；

電動氣泵、PCB板和第二壓力傳感器均由電源模塊供電。

更進(jìn)一步地，所述礦車的車體上還設(shè)有指示燈和把手，所述指示燈由電源模塊供電且由PCB板控制；

所述電動氣泵的輸入端還可拆卸式地設(shè)有與之匹配的空氣過濾裝置；

所述電池倉的倉口處通過阻尼鉸軸轉(zhuǎn)動連接有與之匹配的倉蓋，所述倉蓋的自由端端部還設(shè)有與電池倉配合的搭扣；

所述礦車的載物腔靠近其底部的內(nèi)側(cè)壁上固定設(shè)有與底板配合的限位環(huán)體，所述限位環(huán)體與底板之間設(shè)有柔性密封膜。

更進(jìn)一步地，所述倉蓋蓋合在電池倉的倉口上時，所述電池倉內(nèi)部處于與外界隔絕的封閉狀態(tài)；所述電池倉采用同時具備絕緣、導(dǎo)熱特性的硬質(zhì)材料制成，所述礦車底部還設(shè)有與電池倉配合的散熱組件，所述散熱組件由電源模塊供電且由PCB板控制。

更進(jìn)一步地，所述散熱組件包括設(shè)置在電池倉外部的散熱風(fēng)扇和設(shè)置在電池倉內(nèi)部的溫度傳感器。

一種礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制裝置的使用方法，包括以下步驟：

步驟（1），使用者將礦車移入軌道并將掛鉤掛接在連接體上，然后使用者將電源模塊放置入電池倉中，此時礦車上的電動氣泵和散熱風(fēng)扇均處于待機(jī)狀態(tài)，并且PCB板、溫度傳感器、第二壓力傳感器和指示燈均處于工作狀態(tài)；

步驟（2），使用者啟動外部控制器，此時檢測組件和無線收發(fā)裝置均處于工作狀態(tài)，并且離合器變速箱一體裝置、駐車組件和驅(qū)動電機(jī)均處于待機(jī)狀態(tài)；

步驟（3），使用者推動礦車向礦井內(nèi)部移動，此時外部控制器通過紅外發(fā)射器和紅外接收器的配合實(shí)時檢測主繩投影到幕板上的繩體的斜率是否保持一致，通過無線接收器和無線模塊的配合實(shí)時預(yù)估礦車與天輪之間的主繩繩體重量大小，以及通過第一壓力傳感器和檢測組件的配合實(shí)時檢測主繩對天輪的壓力大小，然后通過這三個方面的數(shù)據(jù)來分析出主繩上的張緊度處于正常、松弛還是緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)分析出的結(jié)果定量的調(diào)節(jié)收繩輥的轉(zhuǎn)速和礦車的速度，從而來保證主繩上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器實(shí)時監(jiān)測礦車的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥的轉(zhuǎn)速和礦車的速度，從而避免礦車因車速過快而在軌道上側(cè)翻；

步驟（4），當(dāng)?shù)V車移動至礦井內(nèi)部指定位置處時，外部控制器指令驅(qū)動電機(jī)停止工作，指令電控剎車夾夾緊剎車盤，指令電動氣泵工作從而使常開式剎車環(huán)將礦車車軸抱死；

步驟（5），當(dāng)?shù)V車在礦井內(nèi)部裝載完貨物時，使用者通過外部控制器發(fā)出指令，外部控制器指令電動氣泵工作從而使常開式剎車環(huán)將礦車車軸松開，指令電控剎車夾松開剎車盤，指令驅(qū)動電機(jī)進(jìn)入工作，從而通過主繩將礦車從礦井內(nèi)部拉出；

步驟（6），上述步驟（5）的過程中，外部控制器通過紅外發(fā)射器和紅外接收器的配合實(shí)時檢測主繩投影到幕板上的繩體的斜率是否保持一致，通過無線接收器和無線模塊的配合實(shí)時預(yù)估礦車與天輪之間的主繩繩體重量大小，以及通過第一壓力傳感器和檢測組件的配合實(shí)時檢測主繩對天輪的壓力大小，然后通過這三個方面的數(shù)據(jù)來分析出主繩上的張緊度處于正常、松弛還是緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)分析出的結(jié)果定量的調(diào)節(jié)收繩輥的轉(zhuǎn)速和礦車的速度，從而來保證主繩上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器實(shí)時監(jiān)測礦車的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥的轉(zhuǎn)速和礦車的速度，從而避免礦車因車速過快而在軌道上側(cè)翻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于，

本發(fā)明中通過在礦車設(shè)有調(diào)速組件和控制組件，在礦井內(nèi)壁上的一組無線收發(fā)裝置，在礦井外設(shè)有提升機(jī)和檢測組件，其中調(diào)速組件包括常開式剎車環(huán)、氣壓伸縮桿和電動氣泵，控制組件包括控制盒、電池倉和稱重組件，控制盒內(nèi)部的容置腔中設(shè)有PCB板，PCB板上設(shè)有處理模塊、存儲模塊、無線模塊和姿態(tài)傳感器，電池倉中可拆卸式地安裝有電源模塊，稱重組件包括活動設(shè)置在礦車載物腔底壁上底板和固定設(shè)置在底板底部四個頂角處的第二壓力傳感器，檢測組件包括幕板、紅外發(fā)射器、紅外接收器和第一壓力傳感器，天輪與礦井井口之間、天輪與提升機(jī)之間均設(shè)有一對幕板，軌道一側(cè)的兩個幕板的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外發(fā)射器，軌道另一側(cè)的兩個幕板的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外接收器，天輪所在支架的底部頂角處均設(shè)有第一壓力傳感器，收繩輥上的主繩跨繞過天輪并與礦車之間可拆卸式的固定連接的設(shè)計(jì)。

這樣當(dāng)?shù)V車沿著軌道在礦井中移動時，外部控制器可以通過檢測組件和無線收發(fā)裝置的配合來實(shí)時檢測主繩的張緊度處于正常、松弛或緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)檢測的結(jié)果來定量的調(diào)節(jié)收繩輥的轉(zhuǎn)速和礦車的速度，從而來保證主繩上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器實(shí)時監(jiān)測礦車的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥的轉(zhuǎn)速和礦車的速度，從而避免礦車因車速過快而在軌道上側(cè)翻。

達(dá)到有效地提升本發(fā)明對提升機(jī)主繩張緊度實(shí)時檢測的精度以及能夠及時自主地通過調(diào)節(jié)提升機(jī)轉(zhuǎn)速和礦車的車速的方式來維持主繩處于正常的張緊度的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一視角下的直觀圖；

圖2為本發(fā)明第二視角下礦井井口處的部分放大圖；

圖3為本發(fā)明第三視角下礦井經(jīng)過第一種部分剖視后的直觀圖；

圖4為本發(fā)明第四視角下礦井經(jīng)過第二種部分剖視后的直觀圖；

圖5為本發(fā)明第五視角下提升機(jī)及其配套的駐車組件的直觀圖；

圖6為本發(fā)明第六視角下天輪的直觀圖；

圖7為本發(fā)明第七視角下兩個幕板內(nèi)側(cè)板面的直觀圖；

圖8為本發(fā)明第八視角下礦車的直觀圖；

圖9為本發(fā)明第九視角下礦車、第二壓力傳感器、限位環(huán)體、柔性密封膜和底板的爆炸視圖；

圖10為本發(fā)明第十視角下礦車的直觀圖；

圖11為本發(fā)明第十一視角下調(diào)速組件與礦車車軸的爆炸視圖；

圖12為本發(fā)明第十二視角下控制盒經(jīng)過部分剖視后其內(nèi)部結(jié)構(gòu)直觀圖；

圖13為本發(fā)明第十三視角下電池倉倉蓋打開時的直觀圖；

圖14為圖3中A區(qū)域的放大圖；

圖中的標(biāo)號分別代表：1-礦車；2-礦井；3-無線收發(fā)裝置；4-軌道；5-收繩輥；6-驅(qū)動電機(jī)；7-天輪；8-主繩；9-幕板；10-紅外發(fā)射器；11-紅外接收器；12-第一壓力傳感器；13-離合器變速箱一體裝置；14-剎車盤；15-電控剎車夾；16-掛鉤；17-連接體；18-常開式剎車環(huán)；19-氣壓伸縮桿；20-電動氣泵；21-圓孔；22-止退體；23-控制盒；24-電池倉；25-PCB板；26-處理模塊；27-存儲模塊；28-無線模塊；29-姿態(tài)傳感器；30-電源模塊；31-底板；32-第二壓力傳感器；33-指示燈；34-把手；35-空氣過濾裝置；36-阻尼鉸軸；37-倉蓋；38-搭扣；39-限位環(huán)體；40-柔性密封膜；41-散熱風(fēng)扇；42-溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體實(shí)施例的限制。

本實(shí)施例的一種礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制裝置，參照圖1-14：包括提升機(jī)和礦車1，還包括設(shè)置在礦井2內(nèi)壁上的一組無線收發(fā)裝置3，設(shè)置在礦井2外的檢測組件，設(shè)置在礦車1上的調(diào)速組件和控制組件。

礦車1嚴(yán)格運(yùn)行在礦井2中鋪設(shè)的軌道4上。

提升機(jī)包括設(shè)置在礦井2井口處的收繩輥5和驅(qū)動收繩輥5旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)6，礦井2井口與提升機(jī)之間設(shè)有天輪7，天輪7在垂直方向上的高度高于礦井2的井口和收繩輥5，收繩輥5上的主繩8跨繞過天輪7并與礦車1之間可拆卸式的固定連接。

檢測組件包括幕板9、紅外發(fā)射器10、紅外接收器11和第一壓力傳感器12，天輪7與礦井2井口之間、天輪7與提升機(jī)之間均設(shè)有一對幕板9，軌道4一側(cè)的兩個幕板9的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外發(fā)射器10，軌道4另一側(cè)的兩個幕板9的內(nèi)側(cè)板面上均勻地布滿有紅外接收器11，天輪7所在支架的底部頂角處均設(shè)有第一壓力傳感器12。

無線收發(fā)裝置3、檢測組件、調(diào)速組件、控制組件和驅(qū)動電機(jī)6均由外部控制器控制。

值得注意的是，在本實(shí)施例中無線收發(fā)裝置3是等間距的分布在礦井2中，無線收發(fā)裝置3均具有對應(yīng)到外部控制器的獨(dú)立地址編號，這樣可以通過無線收發(fā)裝置3和礦車1上的無線模塊28的配合來精確地檢測處礦車1處于礦井2中的位置（其工作原理為無線模塊28不斷發(fā)出電磁波信號，礦車1附近的兩個無線收發(fā)裝置3（至少為兩個無線收發(fā)裝置3，因?yàn)閱蝹€無線收發(fā)裝置3只能檢測出礦車1與之之間的距離，而無法判斷出礦車1處于其上端還是下端）接受到該信號后，兩個無線收發(fā)裝置3立即向無線模塊28發(fā)出反饋信號，無線模塊28收到反饋信號立即發(fā)出返回信號，外部控制器根據(jù)電磁波信號、反饋信號和返回信號之間的時間差從而檢測出礦車1中的具體位置，同時也能測得礦車1在礦井2的車速），同時也能較為精確地估算處天輪7與礦車1之間的主繩8長度，從而知曉該段主繩8的重量；無線收發(fā)裝置3均通過架設(shè)在礦井2井壁上的電纜與外部控制器電連接，這樣可以提升無線收發(fā)裝置3與外部控制器之間通訊的及時性、可靠性和穩(wěn)定性。

幕板9的高度不低于天輪7的高度，在本實(shí)施例中幕板9的高度等于天輪7的高度，這樣可以確保主繩8能夠始終處于幕板9上的紅外發(fā)射器10和紅外接收器11的有效檢測范圍。

驅(qū)動電機(jī)6與收繩輥5之間還設(shè)有離合器變速箱一體裝置13，這樣可以使得驅(qū)動電機(jī)6對收繩輥5的作用過程變得平滑，同時還能提升提升機(jī)運(yùn)行時的安全性、穩(wěn)定性和可靠性；收繩輥5異于設(shè)有驅(qū)動電機(jī)6的一端還設(shè)有與之配合且由外部控制器控制的駐車組件。

駐車組件包括剎車盤14和電控剎車夾15，剎車盤14與收繩輥5之間可拆卸且同軸式的固定連接（這樣可以方便使用者后期對剎車盤14進(jìn)行維護(hù)或更換），并且剎車盤14的部分盤體處于電控剎車夾15的夾口中，這樣可以根據(jù)實(shí)際需要通過駐車組件將收繩輥5鎖死，從而避免收繩輥5繼續(xù)放繩造成危險。

主繩8連接端的端部設(shè)有掛鉤16，礦車1的頭、尾兩端外壁上均設(shè)有與掛鉤16配合連接體17，這樣可以方便使用者將礦車1移入軌道4上時不需要考慮礦車1的方向。

調(diào)速組件包括常開式剎車環(huán)18、氣壓伸縮桿19和電動氣泵20，礦車1的兩個車軸上均套接有常開式剎車環(huán)18，氣壓伸縮桿19的自由桿穿過常開式剎車環(huán)18開口處的兩個翼板上的圓孔21，氣壓伸縮桿19的自由桿端部還設(shè)有半徑尺寸大于圓孔21半徑尺寸的止退體22，氣壓伸縮桿19的固定端固定在礦車1的底部，氣壓伸縮桿19均由電動氣泵20驅(qū)動伸縮。

控制組件包括控制盒23、電池倉24和稱重組件，控制盒23和電池倉24設(shè)置在礦車1的底部，控制盒23內(nèi)部的容置腔中設(shè)有PCB板25，PCB板25上設(shè)有處理模塊26（用于執(zhí)行存儲模塊27中預(yù)存的數(shù)據(jù)，并且還用于執(zhí)行來自外部控制器的命令（外部控制器和PCB板25之間的數(shù)據(jù)傳輸通過無線收發(fā)裝置、無線模塊的配合來實(shí)現(xiàn)））、存儲模塊27（用于存儲相應(yīng)的控制程序和數(shù)據(jù)）、無線模塊28和姿態(tài)傳感器29，電池倉24中可拆卸式地安裝有電源模塊30，在本實(shí)施例中，電源模塊30采用可充電鋰電池制成。

稱重組件包括活動設(shè)置在礦車1載物腔底壁上底板31和固定設(shè)置在底板31底部四個頂角處的第二壓力傳感器32，這樣可以通過稱重組件精確地測量出礦車1所載礦物的重量。

其中姿態(tài)傳感器29在本實(shí)施例中采用三維度的陀螺儀，這樣外部控制器可以通過姿態(tài)傳感器29實(shí)時的檢測礦車1的姿態(tài)，并適當(dāng)降低礦車1的車速來避免礦車1因車速過快而側(cè)翻。

電動氣泵20、PCB板25和第二壓力傳感器32均由電源模塊30供電。

礦車1的車體上還設(shè)有指示燈33和把手34，指示燈33由電源模塊30供電且由PCB板25控制，其中指示燈33用于礦車1在行進(jìn)過程警示工人注意安全，把手34可以方便工人扶住礦車1。

電動氣泵20的輸入端還可拆卸式地設(shè)有與之匹配的空氣過濾裝置35（這是因?yàn)榈V井2中的環(huán)境較為臟亂，其空氣中含有較多的粉塵），這樣可以保證電動氣泵20向氣壓伸縮桿19中輸入的空氣是潔凈的，從而提升氣壓伸縮桿19的使用安全性和有效使用壽命。

電池倉24的倉口處通過阻尼鉸軸36轉(zhuǎn)動連接有與之匹配的倉蓋37，倉蓋37的自由端端部還設(shè)有與電池倉24配合的搭扣38，這樣可以保證電源模塊30安裝在電池倉24中的穩(wěn)定性和可靠性。

礦車1的載物腔靠近其底部的內(nèi)側(cè)壁上固定設(shè)有與底板31配合的限位環(huán)體39，限位環(huán)體39與底板31之間設(shè)有柔性密封膜40，這樣可以保證第二壓力傳感器32不會受到礦車1中礦物碎屑的影響而發(fā)生故障。

倉蓋37蓋合在電池倉24的倉口上時，電池倉24內(nèi)部處于與外界隔絕的封閉狀態(tài)，這樣有效地防止電池倉24的中電源模塊30收到粉塵污染，從而引起電氣接口發(fā)生故障，同時也能保護(hù)電源模塊30不受外界的石子撞擊。

電池倉24采用同時具備絕緣、導(dǎo)熱特性的硬質(zhì)材料制成，在本實(shí)施例中，電池倉24采用鋁合金制成，并且鋁合金的表面覆蓋有一層導(dǎo)熱硅膠片，礦車1底部還設(shè)有與電池倉24配合的散熱組件（因?yàn)榈V井2中的環(huán)境較為悶熱，這使得井中的電器在工作時易發(fā)生過熱現(xiàn)象，從而易發(fā)生危險），散熱組件由電源模塊30供電且由PCB板25控制。

散熱組件包括設(shè)置在電池倉24外部的散熱風(fēng)扇41和設(shè)置在電池倉24內(nèi)部的溫度傳感器42，這樣外部控制器便可以通過溫度傳感器42實(shí)時監(jiān)測電源模塊30的溫度，從而調(diào)節(jié)散熱風(fēng)扇41對電源模塊30進(jìn)行降溫。

一種礦井用斜井提升機(jī)主繩張緊度自動控制裝置的使用方法，包括以下步驟：

值得注意的是，礦車1空車時的重量和主繩8的密度是已知的。

步驟（1），使用者將礦車1移入軌道4并將掛鉤16掛接在連接體17上，然后使用者將電源模塊30放置入電池倉24中，此時礦車1上的電動氣泵20和散熱風(fēng)扇41均處于待機(jī)狀態(tài)，并且PCB板25、溫度傳感器42、第二壓力傳感器32和指示燈33均處于工作狀態(tài)。

步驟（2），使用者啟動外部控制器，此時檢測組件和無線收發(fā)裝置3均處于工作狀態(tài)，并且離合器變速箱一體裝置13、駐車組件和驅(qū)動電機(jī)6均處于待機(jī)狀態(tài)。

步驟（3），使用者推動礦車1向礦井2內(nèi)部移動，此時外部控制器通過紅外發(fā)射器10和紅外接收器11的配合實(shí)時檢測主繩8投影到幕板9上的繩體的斜率是否保持一致，通過無線接收器和無線模塊28的配合實(shí)時預(yù)估礦車1與天輪7之間的主繩8繩體重量大小，以及通過第一壓力傳感器12和檢測組件的配合實(shí)時檢測主繩8對天輪7的壓力大小，然后通過這三個方面的數(shù)據(jù)來分析出主繩8上的張緊度處于正常、松弛還是緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)分析出的結(jié)果定量的調(diào)節(jié)收繩輥5的轉(zhuǎn)速和礦車1的速度，從而來保證主繩8上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器29實(shí)時監(jiān)測礦車1的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥5的轉(zhuǎn)速和礦車1的速度，從而避免礦車1因車速過快而在軌道4上側(cè)翻。

步驟（4），當(dāng)?shù)V車1移動至礦井2內(nèi)部指定位置處時，外部控制器指令驅(qū)動電機(jī)6停止工作，指令電控剎車夾15夾緊剎車盤14，指令電動氣泵20工作從而使常開式剎車環(huán)18將礦車1車軸抱死。

步驟（5），當(dāng)?shù)V車1在礦井2內(nèi)部裝載完貨物時，使用者通過外部控制器發(fā)出指令，外部控制器指令電動氣泵20工作從而使常開式剎車環(huán)18將礦車1車軸松開，指令電控剎車夾15松開剎車盤14，指令驅(qū)動電機(jī)6進(jìn)入工作，從而通過主繩8將礦車1從礦井2內(nèi)部拉出。

步驟（6），上述步驟（5）的過程中，外部控制器通過紅外發(fā)射器10和紅外接收器11的配合實(shí)時檢測主繩8投影到幕板9上的繩體的斜率是否保持一致，通過無線接收器和無線模塊28的配合實(shí)時預(yù)估礦車1與天輪7之間的主繩8繩體重量大小，以及通過第一壓力傳感器12和檢測組件的配合實(shí)時檢測主繩8對天輪7的壓力大小，然后通過這三個方面的數(shù)據(jù)來分析出主繩8上的張緊度處于正常、松弛還是緊繃狀態(tài)，然后根據(jù)分析出的結(jié)果定量的調(diào)節(jié)收繩輥5的轉(zhuǎn)速和礦車1的速度，從而來保證主繩8上的張緊度維持在正常范圍內(nèi)，同時外部控制器還將通過姿態(tài)傳感器29實(shí)時監(jiān)測礦車1的橫向傾斜度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)收繩輥5的轉(zhuǎn)速和礦車1的速度，從而避免礦車1因車速過快而在軌道4上側(cè)翻。

值得注意的是，上述步驟（3）~步驟（6）的過程中具體的原理可概括為：

S1，外部控制器通過天輪7兩端共四個幕板9來監(jiān)測處于幕板9檢測范圍內(nèi)的主繩8繩體是否都為一條直線，如果是，那么主繩8整體上處于正?；蚓o繃狀態(tài)；如果天輪7任意一側(cè)的主繩8繩體呈非直線的狀態(tài)，那么主繩8整體上處于松弛狀態(tài)。

S2，若S1中的外部控制器通過天輪7兩端共四個幕板9判斷出主繩8整體上處于正常或緊繃狀態(tài)，此時外部控制器在稱重組件的配合下算出礦車1的總重量，通過姿態(tài)傳感器29的配合算出礦車1沿斜井方向上的分力，通過無線收發(fā)模塊和無線模塊28的配合較為精確的估算出礦井2中主繩8的長度，從而進(jìn)一步算出礦井2中主繩8的重量，通過天輪7與礦井2井口之間的兩個幕板9上紅外發(fā)射器10、紅外接收器11的配合下精確地計(jì)算出該端主繩8的斜率，通過天輪7與收繩輥5之間的兩個幕板9上紅外發(fā)射器10、紅外接收器11的配合下精確地計(jì)算出該端主繩8的斜率，然后外部控制器綜合礦車1沿礦井2方向上的分力、礦井2中主繩8的重量、天輪7與礦井2井口之間主繩8的斜率以及天輪7與收繩輥5之間主繩8的斜率這些數(shù)據(jù)算出主繩8對天輪7垂直向下的力，若這個力的數(shù)值與第一壓力傳感器12上檢測到數(shù)值之間的差值在允許范圍內(nèi)，則認(rèn)為主繩8的張緊度處于正常狀態(tài)，若這個力的數(shù)值小于第一壓力傳感器12上檢測到數(shù)值，并且二者之間的差值超出允許范圍，則認(rèn)為主繩8的張緊度處于緊繃狀態(tài)。

S3若S2中判斷的結(jié)果是主繩8處于緊繃狀態(tài)；第一種情況，此時礦車1處于下放礦井2的過程中，那么外部控制器將通過指令礦車1上的調(diào)速組件，從而使得常開式剎車環(huán)18以適當(dāng)?shù)牧A持住礦車1車軸（降低礦車1的車速），同時指令驅(qū)動電機(jī)6加大轉(zhuǎn)速（增加收繩輥5放繩的速度），第二種情況，此時礦車1處于提升出井的過程中，那么外部控制器將通過指令礦車1上的調(diào)速組件，從而使得常開式剎車環(huán)18松開礦車1車軸（降低礦車1行進(jìn)過程中阻力，從而增加礦車1的車速），同時指令驅(qū)動電機(jī)6降低轉(zhuǎn)速（降低收繩輥5放繩的速度）。

S4若S2中判斷的結(jié)果是主繩8處于正常狀態(tài)，那么外部控制器繼續(xù)通過檢測組件、控制組件和無線收發(fā)裝置3實(shí)時監(jiān)測主繩8上的張緊度。

S5若S1中的判斷結(jié)果是主繩8處于松弛狀態(tài)；第一種情況，此時礦車1處于下放礦井2的過程中，那么外部控制器將通過指令礦車1上的調(diào)速組件，從而使得常開式剎車環(huán)18松開礦車1車軸，同時指令驅(qū)動電機(jī)6降低轉(zhuǎn)速，第二種情況，此時礦車1處于提升出井的過程中，那么外部控制器將通過指令礦車1上的調(diào)速組件，從而使得常開式剎車環(huán)18以適當(dāng)?shù)牧A持住礦車1車軸，同時指令驅(qū)動電機(jī)6加大轉(zhuǎn)速。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。