用于机械式双索抓斗的作业动态监控系统与监测方法

摘要

针对现有机械式双索抓斗作业过程中缺乏有效监控的问题，本发明提供用于机械式双索抓斗的作业动态监控系统与监测方法。所述系统包括监测单元、控制单元和输出单元，所述控制单元包括相互独立的第一控制子单元和第二控制子单元。所述方法包括：1接通电源，向控制单元输入参数值；2由监测单元采集信号并分别传递至控制单元内的第一控制子单元和第二控制子单元；3由第一控制子单元对接收到的信号进行处理，并通过输出单元做出相应的声光提示；4由第二控制子单元对接收到的信号进行处理，并通过输出单元做出相应的提示；5关闭电源，结束操作。有益的技术效果：本发明实现了抓斗操作的智能化、可视化、安全化和人性化。

主权项

用于机械式双索抓斗的作业动态监控系统，其特征在于：包括监测单元、控制单元和输出单元；监测单元与控制单元之间采用无线连接并通讯，控制单元和输出单元之间采用有线连接并通讯；所述监测单元安装在机械式双索抓斗上；由监测单元检测机械式双索抓斗所承受的拉力值与应变力值，并将检测到的数据传输至控制单元；所述控制单元和输出单元均设置在机械式双索抓斗的操作室内；其中，控制单元包括相互独立的第一控制子单元和第二控制子单元，第一控制子单元和第二控制子单元分别与输出单元相连接；第一控制子单元和第二控制子单元分别对监测单元传递来的数据进行判断和处理，并分别通过输出单元将处理的结果显示出来。所述监测单元包括支撑索拉力传感器(101)、闭合索拉力传感器(102)、抓斗应变片(103)和抓斗无线发射器(104)；其中，支撑索拉力传感器(101)的一端与支撑索(107)相连接，支撑索拉力传感器(101)的另一端与挡绳器(111)相连接，由支撑索拉力传感器(101)测量支撑索(107)和抓斗头罩(110)之间的支撑索拉力值a；闭合索拉力传感器(102)的一端与闭合索(106)相连接，闭合索拉力传感器(102)的另一端与抓斗头罩(110)相连接，由闭合索拉力传感器(102)测量闭合索(106)和抓斗头罩(110)之间的闭合索拉力值b；在每块抓斗颚板(109)的开口的边缘均布有4到12片抓斗应变片(103)，当与抓斗应变片(103)连接的抓斗颚板(109)发生形变时，抓斗应变片(103)输出线性变化的应变力值c；在抓斗的顶部安装有抓斗无线发射器(104)；通过导线将支撑索拉力传感器(101)、闭合索拉力传感器(102)以及抓斗应变片(103)分别与抓斗无线发射器(104)相连接；所述控制单元包括第一控制子单元和第二控制子单元；其中，第一控制子单元包括第一控制无线接收装置(201)、第一控制信号调理电路(203)、第一控制模数转换电路(205)、控制时钟芯片电路(207)、可编程逻辑控制器PLC(209)和第一电源(211)；第二控制子单元包括第二控制无线接收装置(202)、第二控制信号调理电路(204)、第二控制模数转换电路(206)、第二电源(208)和工控机IPC(210)；抓斗无线发射器(104)的无线发射端分别与第一控制无线接收装置(201)的无线接收端、第二控制无线接收装置(202)的无线接收端无线连接并通讯；第一控制无线接收装置(201)的输出端与第一控制信号调理电路(203)的输入端相连接，第一控制信号调理电路(203)的输出端与第一控制模数转换电路(205)的输入端相连接，第一控制模数转换电路(205)的输出端与可编程逻辑控制器PLC(209)的输入端相连接，可编程逻辑控制器PLC(209)分别与第一电源(211)、控制时钟芯片电路(207)相连接；其中，第一控制信号调理电路(203)负责将第一控制无线接收装置(201)传递来的信号放大；第一控制模数转换电路(205)负责将第一控制信号调理电路(203)传递来的信号转为数字信号；控制时钟芯片电路(207)负责向可编程逻辑控制器PLC(209)提供计时信号；可编程逻辑控制器PLC(209)负责对第一控制模数转换电路(205)传递来的信号进行具体的判断与处理，产生相应的控制指令；第二控制无线接收装置(202)的输出端与第二控制信号调理电路(204)的输入端连接，第二控制信号调理电路(204)的输出端与第二控制模数转换电路(206)的输入端连接，第二控制模数转换电路(206)的输出端与工控机IPC(210)的输入端连接，工控机IPC(210)与第二电源(208)；其中，第二控制信号调理电路(204)负责将第二控制无线接收装置(202)传递来的信号放大；第二控制模数转换电路(206)负责将第二控制信号调理电路(204)传递来的信号转为数字信号；工控机IPC(210)负责对第二控制信号调理电路(204)传递来的信号进行具体的判断；所述输出单元包括声光报警电路(301)、第一数据存储设备(302)、第二数据存储设备(303)和液晶显示器(304)；其中，声光报警电路(301)和第一数据存储设备(302)分别与可编程逻辑控制器PLC(209)的输出端连接，由声光报警电路(301)执行可编程逻辑控制器PLC(209)的指令；第二数据存储设备(303)和液晶显示器(304)分别与工控机IPC(210)的输出端连接；由液晶显示器(304)显示工控机IPC(210)的数据处理结果。