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专利号: 2023115952641
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于钻机的遥控器,包括矿用本安型平板(1),其特征在于,还包括左操作手柄(2)和右操作手柄(3);

所述矿用本安型平板(1)外部边缘处装配有平板支架(4),所述平板支架(4)的左右两端分别设置有左插槽(5)和右插槽(6);矿用本安型平板(1)的内部具有CPU处理模块;

所述左操作手柄(2)包括外壳一(7)、左电源模块、左电源开关(9)、左拨杆一(10)、左拨杆二(11)、左摇杆(12)、左自锁按钮一(13)、左自锁按钮二(14)、左非自锁按钮一(15)、左非自锁按钮二(16)、左自锁急停按钮(17)、无线传输模块一和微处理模块一;所述左电源开关(9)、左拨杆一(10)、左拨杆二(11)、左摇杆(12)、左自锁按钮一(13)、左自锁按钮二(14)、左非自锁按钮一(15)、左非自锁按钮二(16)和左自锁急停按钮(17)均安装在外壳一(7)上,所述左电源模块、无线传输模块一和微处理模块一均安装在外壳一(7)的内部;所述外壳一(7)的右端设置有与左插槽(5)相适配的左连接卡块,且左操作手柄(2)通过左连接卡块插装于左插槽(5)中的方式连接在矿用本安型平板(1)的左端;所述左电源模块用于对微处理模块一进行供电;所述左电源开关(9)为2档位自锁拨档开关,用于在拨动到1位时连通左电源模块与微处理模块一之间的供电电路,控制左操作手柄(2)的电源打开,用于在拨动到2位时断开左电源模块与微处理模块一之间的供电电路,控制左操作手柄(2)的电源断开;所述左拨杆一(10)为3档位自锁拨档开关,用于在拨动到1位时向微处理模块一发出前升立柱上升电信号,用于在拨动到2位时向微处理模块一发出前升立柱停止动作电信号,用于在拨动到3位时向微处理模块一发出前升立柱下降电信号;所述左拨杆二(11)为3档位自锁拨档开关,用于在拨动到1位时向微处理模块一发出后升立柱上升电信号,用于在拨动到2位时向微处理模块一发出后升立柱停止动作电信号,用于在拨动到3位时向微处理模块一发出后升立柱下降电信号;所述左摇杆(12)用于根据操作人员在x方向上的拨动向微处理模块一发出调整钻头进给速度电信号、用于根据操作人员在y方向上的拨动向微处理模块一发出调整钻头转速电信号;所述左自锁按钮一(13)用于在被按下时向微处理模块一发出换钻电信号,用于在被复位后向微处理模块一发出解除换钻电信号;所述左自锁按钮二(14)用于在被按下时向微处理模块一发出卸钻电信号,用于在被复位后向微处理模块一发出解除卸钻电信号;所述左非自锁按钮一(15)用于在被按下时向微处理模块一发出钻架平台顺时针回转电信号;所述左非自锁按钮二(16)用于在被按下时向微处理模块一发出钻架平台逆时针回转电信号;所述左自锁急停按钮(17)用于在被按下时向微处理模块一发出钻机急停电信号一;所述无线传输模块一用于通过无线的方式建立左操作手柄(2)和矿用本安型平板(1)之间的通信链接;所述微处理模块一用于将所接收到的前升立柱上升电信号、前升立柱停止动作电信号、前升立柱下降电信号、后升立柱上升电信号、后升立柱停止动作电信号、后升立柱下降电信号、调整钻头转速电信号、调整钻头进给速度电信号、换钻电信号、解除换钻电信号、卸钻电信号、解除卸钻电信号、钻架平台顺时针回转电信号、钻架平台逆时针回转电信号和钻机急停电信号一通过无线传输模块一发送给矿用本安型平板(1);微处理模块一还用于在左电源开关(9)处于2位时、左拨杆一(10)处于2位时、左拨杆二(11)处于

2位时、在左自锁按钮一(13)处于未被按下状态时、在左自锁按钮二(14)处于未被按下状态时、在左摇杆(12)处于中间位置时向矿用本安型平板(1)发出解除钻机急停电信号一;

所述无线传输模块一为蓝牙通信模块;

所述右操作手柄(3)包括外壳二(8)、右电源模块、右拨杆一(18)、右拨杆二(19)、右电源开关(20)、右摇杆(21)、右自锁按钮一(22)、右自锁按钮二(23)、右非自锁按钮一(24)、右非自锁按钮二(25)、右自锁急停按钮(26)、无线传输模块二和微处理模块二;所述右电源开关(20)、右拨杆一(18)、右拨杆二(19)、右摇杆(21)、右自锁按钮一(22)、右自锁按钮二(23)、右非自锁按钮一(24)、右非自锁按钮二(25)和右自锁急停按钮(26)均安装在外壳二(8)上,所述右电源模块、无线传输模块二和微处理模块二均安装在外壳二(8)的内部;所述外壳二(8)的左端设置有与右插槽(6)相适配的右连接卡块,且右操作手柄(3)通过右连接卡块插装于右插槽(6)中的方式连接在矿用本安型平板(1)的右端;所述右电源模块用于对微处理模块二进行供电;所述右拨杆一(18)为3档位自锁拨档开关,用于在拨动到1位时向微处理模块二发出钻机顶板支撑伸出电信号,用于在拨动到2位时向微处理模块二发出钻机顶板支撑停止动作电信号,用于在拨动到3位时向微处理模块二发出钻机顶板支撑缩回电信号;所述右拨杆二(19)为3档位自锁拨档开关,用于在拨动到1位时向微处理模块二发出钻机底板支撑伸出电信号,用于在拨动到2位时向微处理模块二发出钻机底板支撑停止动作电信号,用于在拨动到3位时向微处理模块二发出钻机底板支撑缩回电信号;所述右电源开关(20)为2档位自锁拨档开关,用于在拨动到1位时连通右电源模块与微处理模块二之间的供电电路,控制右操作手柄(3)的电源打开,用于在拨动到2位时断开右电源模块与微处理模块二之间的供电电路,控制右操作手柄(3)的电源断开;所述右摇杆(21)用于根据操作人员在x方向上的拨动向微处理模块二发出钻机左右转向电信号、用于根据操作人员在y方向上的拨动向微处理模块二发出钻机前进后退电信号;所述右自锁按钮一(22)用于在被按下时向微处理模块二发出钻头转速设定电信号,用于在被复位后向微处理模块二发出解除钻头转速设定电信号;所述右自锁按钮二(23)用于在被按下时向微处理模块二发出钻头进给速度设定电信号,用于在被复位后向微处理器模块二发出解除钻头进给速度设定电信号;所述右非自锁按钮一(24)用于在被按下时向微处理模块二发出巷道壁支撑缩回电信号;所述右非自锁按钮二(25)用于在被按下时向微处理模块二发出巷道壁支撑伸出电信号;所述右自锁急停按钮(26)用于在被按下时向微处理模块二发出钻机急停电信号二;所述无线传输模块二用于通过无线的方式建立右操作手柄(3)和矿用本安型平板(1)之间的通信链接;所述微处理模块二用于将所接收到的钻机顶板支撑伸出电信号、钻机顶板支撑停止动作电信号、钻机顶板支撑缩回电信号、钻机底板支撑伸出电信号、钻机底板支撑停止动作电信号、钻机底板支撑缩回电信号、钻机左右转向电信号、钻机前进后退电信号、钻头转速设定电信号、解除钻头转速设定电信号、钻头进给速度设定电信号、解除钻头进给速度设定电信号、巷道壁支撑缩回电信号、巷道壁支撑伸出电信号和钻机急停电信号二通过无线传输模块二发送给矿用本安型平板(1);微处理模块二还用于在右电源开关(20)处于2位时、右拨杆一(18)处于2位时、右拨杆二(19)处于2位时、在右自锁按钮一(22)处于未被按下状态时、在右自锁按钮二(23)处于未被按下状态时、在右摇杆(21)处于中间位置时向矿用本安型平板(1)发出解除钻机急停电信号二;

所述无线传输模块二为蓝牙通信模块;

所述矿用本安型平板(1)通过内置的WiFi模块与钻机控制器交互通信,矿用本安型平板(1)用于将所接收到的前升立柱上升电信号、前升立柱停止动作电信号、前升立柱下降电信号、后升立柱上升电信号、后升立柱停止动作电信号、后升立柱下降电信号、调整钻头转速电信号、调整钻头进给速度电信号、钻架平台顺时针回转电信号、钻架平台逆时针回转电信号、钻机急停电信号一、钻机顶板支撑伸出电信号、钻机顶板支撑停止动作电信号、钻机顶板支撑缩回电信号、钻机底板支撑伸出电信号、钻机底板支撑停止动作电信号、钻机底板支撑缩回电信号、钻机左右转向电信号、钻机前进后退电信号、巷道壁支撑缩回电信号、巷道壁支撑伸出电信号、钻机急停电信号二发送给钻机控制器;

矿用本安型平板(1)还用于在设定时间内同时接收到解除钻机急停电信号一和解除钻机急停电信号二时向钻机控制器发出解除钻机急停电信号三;

矿用本安型平板(1)还用于在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到换钻电信号时,进入电信号屏蔽状态一,直至在接收到解除换钻电信号时解除电信号屏蔽状态一,在电信号屏蔽状态一期间,矿用本安型平板(1)不接收卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号,同时,将换钻电信号通过无线通信的方式发送给钻机控制器;

矿用本安型平板(1)还用于在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到卸钻电信号时,进入电信号屏蔽状态二,直至在接收到解除卸钻电信号时解除电信号屏蔽状态二,在电信号屏蔽状态二期间,矿用本安型平板(1)不接收换钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号,同时,将卸钻电信号通过无线通信的方式发送给钻机控制器;

矿用本安型平板(1)还用于在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到钻头转速设定电信号时,进入电信号屏蔽状态三,直至在接收到解除钻头转速设定电信号时解除电信号屏蔽状态三,在电信号屏蔽状态三期间,矿用本安型平板(1)不接收换钻电信号、卸钻电信号、钻头进给速度设定电信号和调整钻头转速电信号,同时,根据之前所接收的调整钻头转速电信号设定好对应的恒定钻头转速,并基于恒定钻头转速向钻机控制器发出恒定钻头转速电信号;

矿用本安型平板(1)还用于在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到钻头进给速度设定电信号时,进入电信号屏蔽状态四,直至在接收到解除钻头进给速度设定电信号时解除电信号屏蔽状态四,在电信号屏蔽状态四期间,矿用本安型平板(1)不接收换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和调整钻头进给速度电信号,同时,根据之前所接收的调整钻头进给速度电信号设定好对应的恒定钻头进给速度,并基于恒定钻头进给速度向钻机控制器发出恒定钻头进给速度电信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于钻机的遥控器,其特征在于,所述左电源开关(9)、左拨杆一(10)和左拨杆二(11)由左到右依次间隔地设置在外壳一(7)上表面的顶部,所述左摇杆(12)设置在外壳一(7)上表面中部靠上的部位,所述左自锁按钮一(13)和左自锁按钮二(14)由左到右间隔地设置在外壳一(7)上表面中部靠下的部位,所述左非自锁按钮一(15)和左非自锁按钮二(16)由左到右间隔地设置在外壳一(7)上表面的底部,所述左急停按键钮设置在外壳一(7)上表面的底部,并位于左自锁按钮二(14)和左非自锁按钮二(16)之间的右侧,所述右拨杆一(18)、右拨杆二(19)和右电源开关(20)由左到右依次间隔地设置在外壳二(8)上表面的顶部,所述右摇杆(21)设置在外壳二(8)上表面中部靠上的部位,所述右自锁按钮一(22)和右自锁按钮二(23)由左到右间隔地设置在外壳二(8)上表面中部靠下的部位,所述右非自锁按钮一(24)和右非自锁按钮二(25)由左到右间隔地设置在外壳二(8)上表面的底部,所述右急停按键钮设置在外壳二(8)上表面的底部,并位于右自锁按钮二(23)和右非自锁按钮二(25)之间的左侧。

3.根据权利要求2所述的一种用于钻机的遥控器,其特征在于,所述左操作手柄(2)还包括左电量检测模块,所述左电量检测模块与左电源模块连接,用于实时采集左电源模块的电量信号一,并实时发送给微处理模块一,所述微处理模块一根据所接收到的电量信号一获得左电源模块的电量值一,并在电量值一低于设定电量值一时向矿用本安型平板(1)发出预设的低电量预警信息一,所述矿用本安型本板(1)在接收到低电量预警信息一后在显示屏上将其进行实时显示;所述右操作手柄(3)还包括右电量检测模块,所述右电量检测模块与右电源模块连接,用于实时采集右电源模块的电量信号二,并实时发送给微处理模块二,所述微处理模块二根据所接收到的电量信号二获得右电源模块的电量值二,并在电量值二低于设定电量值二时向矿用本安型平板(1)发出预设的低电量预警信息二,所述矿用本安型本板(1)在接收到低电量预警信息二后在显示屏上将其进行实时显示。

4.根据权利要求3所述的一种用于钻机的遥控器,其特征在于,还包括钻机机载摄像头,所述钻机机载摄像头中内置有WiFi模块,并通过WiFi模块和矿用本安型平板(1)之间交互通信,钻机机载摄像头用于实时采集的钻机周围的图像数据,并将图像数据通过无线的方式发送给矿用本安型平板(1),矿用本安型平板(1)在接收到图像数据后将其进行实时显示。

5.根据权利要求4所述的一种用于钻机的遥控器,其特征在于,所述左摇杆(12)和右摇杆(21)均为360度全向摇杆。

6.根据权利要求5所述的一种用于钻机的遥控器,其特征在于,所述外壳一(7)上还设置有接口一(27),所述接口一(27)为充电兼程序下载接口,并与左电源模块及微处理器一连接,所述外壳二(8)上还设置有接口二(28),所述接口二(28)为充电兼程序下载接口,并与右电源模块及微处理器二连接。

7.一种利用遥控器进行钻机安全控制的方法,采用如权利要求1至6任一项所述的一种用于钻机的遥控器,其特征在于,包括以下步骤:

当矿用本安型平板(1)在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到换钻电信号时,进入电信号屏蔽状态一,当矿用本安型平板(1)在接收到解除换钻电信号时解除电信号屏蔽状态一,在电信号屏蔽状态一期间,矿用本安型平板(1)不接收卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号,同时,将换钻电信号通过无线通信的方式发送给钻机控制器,并向钻机控制器发出禁止钻机行走电信号;钻机控制器在接收到换钻电信号后控制钻机执行换钻动作,在接收到禁止钻机行走电信号后控制钻机的行走速度为0;

当矿用本安型平板(1)在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到卸钻电信号时,进入电信号屏蔽状态二,当矿用本安型平板(1)在接收到解除卸钻电信号时解除电信号屏蔽状态二,在电信号屏蔽状态二期间,矿用本安型平板(1)不接收换钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号,同时,将卸钻电信号通过无线通信的方式发送给钻机控制器,并向钻机控制器发出禁止钻机行走电信号;钻机控制器在接收到卸钻电信号后控制钻机执行卸钻动作,在接收到禁止钻机行走电信号后控制钻机的行走速度为0;

当矿用本安型平板(1)在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到钻头转速设定电信号时,进入电信号屏蔽状态三,当矿用本安型平板(1)在接收到解除钻头转速设定电信号时解除电信号屏蔽状态三,在电信号屏蔽状态三期间,矿用本安型平板(1)不接收换钻电信号、卸钻电信号、钻头进给速度设定电信号和调整钻头转速电信号,同时,根据之前所接收的调整钻头转速电信号设定好对应的恒定钻头转速,并基于恒定钻头转速向钻机控制器发出恒定钻头转速电信号,并向钻机控制器发出禁止钻机行走电信号;钻机控制器在接收到恒定钻头转速电信号后控制钻机的钻头以恒定转速旋转,在接收到禁止钻机行走电信号后控制钻机的行走速度为0;

当矿用本安型平板(1)在换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和钻头进给速度设定电信号中先接收到钻头进给速度设定电信号时,进入电信号屏蔽状态四,当矿用本安型平板(1)在接收到解除钻头进给速度设定电信号时解除电信号屏蔽状态四,在电信号屏蔽状态四期间,矿用本安型平板(1)不接收换钻电信号、卸钻电信号、钻头转速设定电信号和调整钻头进给速度电信号,同时,根据之前所接收的调整钻头进给速度电信号设定好对应的恒定钻头进给速度,并基于恒定钻头进给速度向钻机控制器发出恒定钻头进给速度电信号,并向钻机控制器发出禁止钻机行走电信号;钻机控制器在接收到恒定钻头进给速度电信号后控制钻机的钻头以恒定进给速度运转,在接收到禁止钻机行走电信号后控制钻机的行走速度为0;

在钻机控制器与矿用本安型平板(1)之间的通信过程中,钻机控制器通过安装在钻机上的传感器组实时采集的钻机状态信号获得钻机的工作参数,并将钻机的工作参数实时发送给矿用本安型平板(1),矿用本安型平板(1)在接收到钻机制工作参数后在屏幕上进行实时显示;

当钻机控制器与矿用本安型平板(1)之间的通信断开之后,钻机控制器控制钻机执行急停动作,使钻机的行走速度为0。