[發(fā)明專利]牙輪鉆機高壓電纜的智能收放方法

在審

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• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113734909A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 鐘小宇;李世明;張寶金;劉震宇;梁斯日古冷;王龍宇;馬忠利;孫銘辰
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業(yè)有限公司
• 主分類號: B65H75/42
• 分類號: B65H75/42;B65H75/44
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 顏偉

本發(fā)明屬于牙輪鉆機電纜設備技術領域，尤其是涉及一種牙輪鉆機高壓電纜的智能收放方法，其特征在于在輪鉆機上安裝高壓電纜卷線設備，通過牙輪厘米級定位設備實時采集牙輪鉆機的實時位置坐標、行進方向、速度，使電纜卷線速度以及電纜纏繞長度與牙輪速度匹配，由智能中央控制器采用卷線控制算法，自主控制高壓電纜卷線設備收線或放線操作。本發(fā)明使用牙輪鉆機高壓電纜智能收放裝置，整個收放過程不需要人工參與，減少了人工浪費，大大提高了工作效率，降低了高壓電纜的日常磨損程度，降低了日常維護成本，填補了牙輪鉆機高壓電纜智能無人自主收放技術的空白。

技術領域

本發(fā)明屬于牙輪鉆機電纜設備技術領域，尤其是涉及一種牙輪鉆機高壓電纜的智能收放方法。

背景技術

牙輪鉆機的高壓電纜是牙輪鉆機工作部分中電力提供的必備部件。目前大部分礦山牙輪鉆機在調動過程中6KV高壓動力電纜的整理、安全防護以及拖拽工作，全部由崗位職工佩戴高壓絕緣手套、絕緣拽鉗人工操作完成。設備頻繁的調動，電纜與礦巖之間的摩擦，以及惡劣的生產(chǎn)環(huán)境和作業(yè)方式容易使電纜絕緣損傷、縮短電纜使用壽命，進而漏電造成傷人事故；另外沉重的高壓動力電纜人工拖移不僅勞動強度大，工作效率也低。超長的150m到250m以上的高壓動力電纜在設備周圍擺放占用安全生產(chǎn)通道，嚴重的影響了人身和設備的生產(chǎn)運行安全。有個別礦山牙輪鉆機安裝了高壓電纜卷筒，但是需要人工去按按鈕操控，在行進中的牙輪鉆旁邊進行操控還會給操作工帶來安全隱患。也有些礦山安裝了帶遙控裝置的電纜卷筒，操作員在寒冷天氣、刮風下雨的天氣需要在牙輪鉆機下面進行操作，而且遙控器還需要考慮充電或電池電量等問題，管理不好就容易影響生產(chǎn)。

最近幾年市面上出現(xiàn)電氣耦合或液壓耦合的原理的“自動化”電纜卷筒。耦合原理其實是采集牙輪鉆前進、后退信號進行無控制的靠拉力放線或恒定的耦合力量進行收線。這樣的系統(tǒng)雖然可以在一定程度上減小了操作工勞動強度，但在卷筒啟動和卷線過程中還需要操作工跟著，當出現(xiàn)問題時人工處理。而且，因耦合力量是恒定的，不是智能調節(jié)收線力度，容易出現(xiàn)電纜被卡住了還在用固定拉力在收線的現(xiàn)象，對高壓電纜有一定的損傷風險。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是設計并應用一種牙輪鉆機高壓電纜的智能收放方法，其可實現(xiàn)高壓電纜的智能準確收放，避免在牙輪鉆機行走時造成履帶碾壓電纜情況發(fā)生，提高工作效率，降低安全隱患，延長高壓電纜使用壽命。

本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明的牙輪鉆機高壓電纜的智能收放方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）設備安裝：高壓電纜卷線器、差分移動站、中央控制器、卷線器采集控制PLC、牙輪鉆機采集控制PLC、編碼器、移動站定位天線盤；

（2）差分移動站、移動站定位天線盤、移動站電臺天線采集牙輪鉆機GPS實時坐標，牙輪鉆機采集控制PLC采集牙輪當前的行進速度、方向、GPS坐標等；

卷線器采集控制PLC采集卷線器當前編碼器數(shù)據(jù)信息，卷線電動機當前狀態(tài)；

以上數(shù)據(jù)傳輸給中央控制器，由內置算法進行分析解算當前卷線器應該執(zhí)行的指令，由中央控制器傳遞到卷線電動機，由卷線電動機執(zhí)行當前的指令；

（3）牙輪鉆機行走方向及速度的計算：根據(jù)每秒由高精度厘米級定位設備采集的牙輪鉆機實時坐標，計算出牙輪鉆機行走的實際速度；

（4）中央控制器采集反饋牙輪鉆機行走狀態(tài)，由中央控制器嵌套的算法給出卷線器控制指令并通過中央控制器下發(fā)到卷線器設備，卷線器設備根據(jù)下發(fā)的指令來調節(jié)收放線的方式以及速度，牙輪遠離線桿過程則進行放線；牙輪靠近線桿過程則進行收線；

（5）收放線速度的確定：由卷筒編碼器的反饋的編碼信息，計算出電纜在卷筒的半徑位置，根據(jù)卷筒半徑及牙輪速度的匹配關系進行實時半徑狀態(tài)下卷筒的收放線速度，并實時反饋中央控制器進行速度反饋控制；始終保持卷筒收放線速度和牙輪行走速度一致；

卷筒半徑R：1.1米，編碼器計數(shù)比例：1:2:2400，卷線器轉動1圈對應編碼器圈數(shù)計數(shù)2圈對應編碼器轉數(shù)計數(shù)2400；