本申请要求于 2009 年 11 月 27 日提交中国专利局、 申请号为 200920248925.2、 发明名称为"交流电牵引梭车的手柄集中控制� �统"的中国专 利申请的优先权， 其全部内容通过 1用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及煤矿巷道掘进开采运输领域的技术 ，具体为一种可用于煤矿井 下交流电幸引梭车的手柄集中控制系统。 背景技术

目前， 在煤矿井下开采运输领域中，梭车是中厚煤层 短壁机械化开采设备 中与连续采煤机配套使用的关键运煤设备。梭 车是井下短距离运煤用车， 运煤 距离小于 200米， 其主要功能是接收连采机采下的煤后， 将煤收集在车箱内， 随后倒车行驶至给料破碎机， 由车箱内的刮板输送机卸煤至破碎机料斗内， 卸 煤后的梭车再返回至连采机再次装煤。 目前， 煤矿上使用的梭车主要为引进的 进口设备， 且主要为交流电牵引梭车。 该梭车操作复杂、 各系统功能独立， 操 作机构布置分散， 操作难于掌握， 对驾驶人员要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于煤矿井下交 流电牵引梭车的手柄集中 控制系统，解决现有交流电牵引梭车操纵系统 各操作装置功能独立、布置分散， 智能化、 集成化、 自动化程度低等问题。

本发明的技术方案是：

一种交流电牵引梭车的手柄集中控制系统， 该集中控制系统包括操纵部 分、 控制部分和电气执行部分； 操纵部分设有操纵用手柄， 控制部分设有车辆 专用控制器和总线隔离模块； 电气执行部分设有牵引变频器控制继电器、 油泵 电机控制继电器、 刮板输送机正转控制继电器、 刮板输送机反转控制继电器、 照明控制继电器、 电铃控制继电器、 举升阀、 下降阀、 转向阀和变频器， 手柄 通过总线隔离模块与控制器相连接； 电气执行部分的所述各阀、 各控制继电器 和变频器与控制器相连接。 所述的交流电牽引梭车的手柄集中控制系统， 手柄通过 CA 总线隔离模块 与控制器相连接。

所述的交流电牵引梭车的手柄集中控制系统， 操纵部分釆用本质安全型电 路。

所述的交流电牵引梭车的手柄集中控制系统， 下降阀、举升阀采用矿用隔 爆型电磁开关阀， 转向阀均采用矿用隔爆型电磁比例阀。

所述的交流电牵引梭车的手柄集中控制系统， 车辆专用控制器、 总线隔离 模块、 牵引变频器控制继电器、 油泵电机控制继电器、 刮板输送机正转控制继 电器、 刮板输送机反转控制继电器安装在隔爆型控制 箱内。

所述的交流电牵引梭车的手柄集中控制系统， 车辆专用控制器为可编程控 制器。

本发明的有益效果是：

1、 本发明交流电牵引梭车的手柄集中控制系统可 以通过前后推动操纵手 柄实现梭车的前进、 后退、 增速、 减速控制， 左右转动手柄可实现车辆的转向 控制， 通过按动手柄上的按钮可实现车辆的照明控制 、 电铃控制、 油泵电机的 起停、 刮板输送机的正反转控制及输送机举升或下降 控制等。

2、 本发明交流电牵引梭车的手柄集中控制系统可 以提高交流电牽引梭车 的自动化、 智能化、 集成化程度， 通过连接相应的设备， 可以实现井下交流电 牵引梭车的自动化控制， 为实现井下的交通智能化奠定基础。

3、 与传统煤矿井下梭车操纵系统相比， 本发明可以仅通过一个手柄即可 完成梭车的前进、 后退、 增速、 减速控制、 转向控制， 通过按动手柄上的按钮 可实现车辆的照明控制、 电铃控制、 电机的起停、 正反转控制， 集成化、 智能 化程度高， 操作筒单方便， 改变了以前梭车操纵机构复杂， 功能独立、 布置分 散， 难于操作的局面。 该集中控制系统降低了驾驶员的劳动强度， 极大地提高 了工作效率。

4、 本发明可以应用在煤矿井下含有爆炸性气体的 环境。

附图说明

图 1为本发明的电路图。

图 2为本发明的软件流程图。 具体实施方式

如图 1所示， 本发明提供的交流电牵引梭车的手柄集中控制 系统包括操纵 部分 （手柄） 、 电气控制部分和电气执行部分。 操纵部分设有手柄

SOB1(JC6000), 电气控制部分设有 CAN总线隔离模块 Ul ( HL-CANIR-A01 ) 、 可编程的控制器 U2 ( SPN-C17 ) ； 电气执行部分设有： 转向阀 （左转） YV3、 转向阀 （右转） YV4、 举升阀 YV1、 下降阀 YV2、 7个控制继电器和变频器 U3 , 7个控制继电器分别为 KA1〜KA7。 具体连接方式为： 手柄 SOB1直接通过总线 隔离模块 U1与控制器 U2相连接， 转向阀 YV3、 转向阀 YV4、 举升阀 YV1、 下 降阀 YV2、 7个控制继电器和变频器 U3分别直接与控制器 U2相连接， 以使控制 器 U2能够直接控制各阀、 各继电器和变频器 U3。

本发明中， 继电器 KA1 KA7分别为： 与牵引变频器连接的控制继电器 KA4、 与油泵电机连接的控制继电器 KA1、 与刮板输送机连接的正转控制继电 器 KA2、 与刮板输送机连接的反转控制继电器 KA3、 与前车灯连接的控制继电 器 KA5和与后车灯连接的控制继电器 KA6和与电铃连接的控制继电器 KA7， KA5和 KA6形成梭车的照明控制继电器。

本发明中， 与梭车连接的转向阀 YV3 (左转） 、 转向阀 YV4 (右转） ， 用 于梭车转向控制； 与刮板输送机机头连接的举升阀 YV1 (升） 、 下降阀 YV2 (降） ， 用于输送机机头升降控制。

本发明中， 操纵部分釆用本质安全型电路。

本发明中， 下降阀 YV2、 举升阀 YV1采用矿用隔爆型电磁开关阀， 转向阀

YV3和 YV4均采用矿用隔爆型电磁比例阀。

本发明中， 车辆专用控制器 U2、 总线隔离模块 Ul、 牵引变频器控制继电 器 KA4、 油泵电机控制继电器 KA1、 刮板输送机正转控制继电器 KA2、 刮板输 送机的反转控制继电器 KA3安装在隔爆型控制箱内。

本发明交流电牵引梭车的手柄集中控制系统的 电气控制过程为： 电气控制部分采用控制器 U2进行信号采集、 分析、 运算、 处理等一系列 重要工作，安装在本安操作箱上的手柄实时采 集外部的各种信息，将手柄 SOB1 前后动的偏移量转换为 000的数字量， 并用一组开关量区分手柄 SOB 1的前 后动作； 将手柄 SOB1左右转动的偏移量转换为一组 0 1000的数字量， 并用另 一组开关量区分手柄 SOB 1的左右转动；将手柄 SOB 1上的按钮信息转换为另一 组开关量， 并将转换后的信息通过 CAN总线的通讯方式与控制器 U2进行通讯， 控制器 U2接到数据信息后， 对数据进行分析、 计算、 处理， 将手柄 SOB1的前 后动作偏移量转换后的数字量变换成变频器可 接收的频率信号， 并通过 CAN 总线通信传送给变频器， 实现通过调节手柄 SOB1的位移， 控制梭车速度的快 慢。 将手柄 SOB1的左右转动偏移量转换后的数字量信号变� �成可控制转向阀 开度的 PWM信号， 并根据各开关量信号驱动控制器各输出端口的 动作， 控制 继电器线圏的吸和 /或断开， 完成对各输出回路的控制， 从而实现梭车的前进、 后退、 增速、 减速控制， 转向控制， 通过按动手柄 SOB1上的按钮可实现车辆 的照明控制、 电机的起停、 正反转控制及输送机举升或下降控制等。

如图 2所示， 本发明的软件流程如下：

系统上电运行后， 控制器 U2首先对各输入、 输出端口及 CAN总线通讯端 口进行初始化， 初始化完成后， 对整个系统进行自检， 然后接收 CAN总线上由 手柄 SOB1发送的数据信息， 对数据进行分析、 计算， 根据手柄 SOB1的输入信 息， 控制器 U2控制各输出端口的动作， 实现车辆的转向控制、 照明控制、 电 铃控制、 油泵电机的起停、刮板输送机的正反转控制及 输送机举升或下降控制 等。 同时， 将相应的数据信息通过 CAN总线发送给变频器， 实现梭车前进、 后 退、 增速、 减速控制。

结果表明， 釆用本发明交流电牵引梭车的手柄集中控制系 统， 可以仅通过 手柄完成对梭车的各种控制。 该系统操作简单实用， 智能化、 集成化程度高， 降低了驾驶员的劳动强度， 极大地提高了工作效率。