CN102392665A - 一种用于操作人员安全保护的支架遥控装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于操作人员安全保护的支架遥控装置，包括手持式支架遥控器和多个支架控制器，所述支架控制器分别设置在支架上，所述支架受其上安装的支架控制器的控制，所述手持式支架遥控器与各支架控制器之间仅通过无线方式进行数据通信；所述手持式支架遥控器包括功率控制电路，用于控制所述手持式支架遥控器的无线发射功率大小；支架遥控器可以用来控制指定支架的动作。本发明的好处在于，在支架动作期间操作人员所在的支架处于闭锁状态，不会发生动作，保证了操作人员的安全，操作人员可以在远离支架控制器的位置进行操作，便于就近观察支架的动作情况，操作灵活可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下综采工作面支架电液控制及其识别操作人员位置的电子装置尤其涉及一种用于操作人员安全保护的支架遥控装置。
背景技术
综采工作面液压支架电液控制***的操作在薄煤层工作操作空间狭小，移动不方便，操作困难，在放顶煤工作面对放煤口操作观察不方便，使用放煤键盘又需要拖很长的电缆，操作极为不便，在大采高厚煤层工作面由于支架较高，操作容易被掉下的矸石砸伤。为此，采用支架遥控器既以实现支架的远距离操作，同时也可以就近观察支架动作情况，具有较好的灵活性，同时，采用支架遥控器可以将控制器人机交互部分进行裁剪，简化了控制器结构，减低了整个电液控制***成本，提高了***可靠性。但以往由于采用遥控器无法确定操作人员的位置，容易产生误操作，存在较大的安全隐患，为此，必须解决操作人员安全保护问题，支架遥控器才能够很好的发挥作用。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种支架遥控装置与操作人员安全保护方法，操作人员可以手持支架遥控器进行支架的动作控制，支架遥控器和支架控制器均采用ZigBee无线通信技术，实现无线通信功能，支架遥控器和每台支架控制器都具有唯一固定的ID号，用以识别组网的通信组的不同单元，通过控制支架遥控器的发射功率，可以控制支架遥控器与支架控制器组网单元数量和有效的通信范围，通过自动调节支架遥控器的发射功率的大小，最终实现支架遥控器与支架控制器的点对点链接，即操作人员手持支架遥控器与所在支架控制器建立信号握手，同时，支架控制器将实施对本架动作的软件闭锁控制，并将相关操作信息报送顺槽监控主机进行集中管理。本发明带来的好处在于，支架遥控器可以自动识别所在支架，并对该架实施动作闭锁，保证了操作人员的安全；由于采用支架遥控器操作，可以对支架控制器相关人机交互界面部分进行裁剪，降低了电液控制***成本，提高了***可靠性。
本发明的技术方案如下：
一种用于操作人员安全保护的支架遥控装置，包括手持式支架遥控器和多个支架控制器，所述支架控制器分别设置在支架上，所述支架受其上安装的支架控制器的控制，所述手持式支架遥控器与各支架控制器之间仅通过无线方式进行数据通信；所述手持式支架遥控器包括功率控制电路，用于控制所述手持式支架遥控器的无线发射功率大小。
所述手持式支架遥控器和所述多个支架控制器分别具有ZigBee无线数传模块，所述ZigBee无线数传模块具有唯一的ID号，既可以发射无线信号，也可以接收无线信号。
所述手持式支架遥控器中的ZigBee无线数传模块可以发出无线通信组网命令，所述多个支架控制器中的ZigBee无线数传模块接收道无线通信组网命令后，可以与所述手持式支架遥控器中的ZigBee无线数传模块建立通信链接，组成无线网络。
支架遥控装置还包括顺槽监控主机。
上述支架遥控装置的操作方法，包括以下步骤：
①操作人员随身携带手持式支架遥控器，手持式支架遥控器发出无线通信组网命令；
②设置在支架上的支架控制器接收到无线通信组网命令后，将自身的ZigBee无线数传模块的ID号发送给手持式支架遥控器，并与手持式支架遥控器建立通信链接，组成无线网络；
③如与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器多于一个，则通过功率控制电路减小无线通信组网命令的发射功率，并再次发出无线通信组网命令；如与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器为零个，则通过功率控制电路增大无线通信组网命令的发射功率，并再次发出无线通信组网命令；重复执行步骤③，直到与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器仅为一个时止；
④手持式支架遥控器自动发出命令，遥控上述与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器闭锁，从而禁止设置该支架控制器的支架的动作；
⑤被闭锁的支架控制器将其自身的ZigBee无线数传模块的ID号无线发送至顺槽监控主机，并由顺槽监控主机进行记录；
⑥手持式支架遥控器将支架动作控制命令通过建立的通信链接发送到已闭锁的支架控制器上，并通过工作面支架控制器之间的通信网络***，将所述支架动作控制命令发送到工作面一个或多个未闭锁支架上，以根据所述支架动作控制命令执行相应的支架动作。
上述操作方法中的步骤①-⑤定时自动执行，执行的时间间隔为0.1～0.5秒。
本发明的优点在于：
支架遥控器可以智能判断操作人员所在的位置，确保了操作人员的安全性，确保了支架遥控器能够在煤矿井下工作面使用的安全性能；操作人员可以在远离支架控制器的位置进行操作，便于就近观察支架的动作情况，操作灵活可靠。
支架控制器由于配置有操作键盘、显示屏等相关元部件，键盘在井下容易受潮、被砸，显示屏相对其它电子电路来说寿命较短，因此，支架控制器的使用寿命及其可靠性收到了极大的显示，采用支架要控制操作后，由于支架遥控器具有友好的人机交互界面，因此可以对支架控制器上的人机交互界面部分进行裁剪，简化了支架控制器结构，减低了支架电液控制***成本，提高了支架电液控制***可靠性。
采用支架遥控器操作具有操作方便、安全、易于就近观察支架动作情况等优点。
附图说明
附图1为本发明所述支架遥控装置的结构示意图。
具体实施方式
参见附图1，一种用于保护操作人员安全的支架遥控装置，包括手持式支架遥控器和支架控制器，支架遥控器为操作人员手持在支架附近进行操作，所述支架控制器安装在每台支架上，支架遥控器与支架控制器之间没有连接器连接，通过无线方式实现数据通信。支架遥控器可以发出无线通信组网呼叫命令，支架控制器与其进行应答，从而建立无线网络，支架遥控装置根据接收到支架控制器的应答数量，确定是否与工作面支架控制器建立链接，当支架遥控器与支架控制器组网数量大于2个时，将自动降低支架遥控器的发射功率，减少组网节点数量，如果发射功率较小没有与工作面支架控制器组网，则自动提高支架遥控器的发射功率，建立支架遥控器与工作面支架控制器网络，通过不断的尝试，将工作面组网节点数量降到最低，优选一个，建立支架遥控器与工作面支架控制器的链接。
由支架遥控器和工作面支架控制器构成了支架操作无线通信网络，随着操作人员的移动，支架遥控器与支架控制器的相对位置不断发生着变化，支架遥控器与支架控制器的组网状态也在发生着不断的变化，因此支架遥控器应定时发送获取支架控制器组网命令，建使支架遥控器与工作面支架控制器建立链接，发送时间间隔为0.1～0.5秒。通过自动调节支架遥控器发射无线信号功率的大小，将支架遥控器与控制器组网最小化，即只有一台支架控制器与支架遥控器能够组网，即最近的一台支架控制器，该支架控制器就是操作人员所处的支架，对该支架动作进行软件闭锁操作，以确保操作人员的安全，同时支架遥控器与该支架控制器建立点对点的通信信号握手，可以发送各种操作命令，如同在支架控制器的人机操作界面上操作一样。若有两台以上支架控制器与支架遥控器握手，支架遥控器将自动降低发射功率，重新与工作面支架控制器建立链接，当操作人员处于两架之间时，可能会出现2台同时握手的情况，这个时候需要进行人工确认选择支架，也可以同时闭锁两台，这样同样可以确保操作人员的安全，有效的控制支架动作。在闭锁离操作人员最近的一个支架后，操作人员通过手持式支架遥控器将支架动作控制命令通过建立的通信链接发送到已闭锁的支架控制器上，并通过工作面支架控制器之间的通信网络***，将所述支架动作控制命令发送到工作面一个或多个未闭锁支架上，以根据所述支架动作控制命令执行相应的支架动作。
支架遥控器和支架控制器的无线通讯可以通过ZigBee无线数传模块来实现，ZigBee无线数据通信能力，并具有唯一固定的ID号；这样，支架遥控器和每台支架控制器就都具有不同的ID号，以进行网络通信地址识别。
上述支架遥控装置与操作人员安全保护方法包括以下步骤：
支架遥控器向工作面发送一条支架遥控装置无线网络组网请求命令；
在支架遥控装置附近的支架控制器接收到无线通信组网命令，支架控制器向支架遥控装置返回应答命令，在远离支架遥控装置的支架控制器由于接收到的无线能量较小，将不能激化通信电路，不会发送通信组网应答命令；
支架遥控装置接收到多个支架控制器组网应答命令时，应降低无线发射功率，减少无线通信组网节点数量；当没有建立通信组网时，应增加无线通信发射功率，建立无线通信网络；
在操作人员站在距离支架控制器较近操作时，支架遥控器应与本架控制器组网，建立网络链接，实现支架遥控器与支架控制器的点对点操作，同时该支架控制器应实施对本架动作的软件闭锁，并将操作链接信息报送到顺槽监控主机上。
在操作人员站在两台支架中间操作时，支架遥控器此时将无法确定操作人员站在那台支架上，此时最终尝试结果为出现两台支架控制器，供操作者确认，经过操作确认后，与选定的支架控制器进行网络链接，实现之间遥控器与支架控制器之间的点对点操作。
在闭锁离操作人员最近的一个支架后，操作人员通过手持式支架遥控器将支架动作控制命令通过建立的通信链接发送到已闭锁的支架控制器上，并通过工作面支架控制器之间的通信网络***，将所述支架动作控制命令发送到工作面一个或多个未闭锁支架上，以根据所述支架动作控制命令执行相应的支架动作。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于操作人员安全保护的支架遥控装置，其特征在于：包括手持式支架遥控器和多个支架控制器，所述支架控制器分别设置在支架上，所述支架受其上安装的支架控制器的控制，所述手持式支架遥控器与各支架控制器之间仅通过无线方式进行数据通信；所述手持式支架遥控器包括功率控制电路，用于控制所述手持式支架遥控器的无线发射功率大小。
2.如权利要求1所述的支架遥控装置，其特征在于：所述手持式支架遥控器和所述多个支架控制器分别具有ZigBee无线数传模块，所述ZigBee无线数传模块具有唯一的ID号，既可以发射无线信号，也可以接收无线信号。
3.如权利要求2所述的支架遥控装置，其特征在于：所述手持式支架遥控器中的ZigBee无线数传模块可以发出无线通信组网命令，所述多个支架控制器中的ZigBee无线数传模块接收到无线通信组网命令后，可以与所述手持式支架遥控器中的ZigBee无线数传模块建立通信链接，组成无线网络。
4.如权利要求1-3其中任一所述的支架遥控装置，其特征在于：还包括顺槽监控主机。
5.如权利要求4所述的支架遥控装置的操作方法，其特征在于：
①操作人员随身携带手持式支架遥控器，手持式支架遥控器发出无线通信组网命令；
②设置在支架上的支架控制器接收到无线通信组网命令后，将自身的ZigBee无线数传模块的ID号发送给手持式支架遥控器，并与手持式支架遥控器建立通信链接，组成无线网络；
③如与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器多于一个，则通过功率控制电路减小无线通信组网命令的发射功率，并再次发出无线通信组网命令；如与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器为零个，则通过功率控制电路增大无线通信组网命令的发射功率，并再次发出无线通信组网命令；重复执行步骤③，直到与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器仅为一个时止；
④手持式支架遥控器自动发出命令，遥控上述与手持式支架遥控器建立通信链接的支架控制器闭锁，从而禁止设置该支架控制器的支架的动作；
⑤被闭锁的支架控制器将其自身的ZigBee无线数传模块的ID号无线发送至顺槽监控主机，并由顺槽监控主机进行记录；
⑥手持式支架遥控器将支架动作控制命令通过建立的通信链接发送到已闭锁的支架控制器上，并通过工作面支架控制器之间的通信网络***，将所述支架动作控制命令发送到工作面一个或多个未闭锁支架上，以根据所述支架动作控制命令执行相应的支架动作。
6.如权利要求5所述的操作方法，其特征在于：所述操作方法中的步骤①-⑤定时自动执行，执行的时间间隔为0.1～0.5秒。
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