馬 萍

（山東興楊礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

強(qiáng)抗干擾高精度遠(yuǎn)距離無線遙控礦用安全型氣動(dòng)司控道岔的研制

馬 萍

（山東興楊礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦產(chǎn)行業(yè)與機(jī)電一體化的聯(lián)系也越來越密切，更多的機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到了采掘、維護(hù)、運(yùn)輸?shù)鹊V產(chǎn)行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，有效地推動(dòng)了現(xiàn)代化礦井行業(yè)的發(fā)展。本文從機(jī)電一體化對(duì)現(xiàn)代化礦井業(yè)發(fā)展的必要性，著重分析了機(jī)電一體化技術(shù)在礦產(chǎn)行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用，并指出今后機(jī)電一體化發(fā)展的前景。

機(jī)電一體化；現(xiàn)代化礦井；發(fā)展方向

1 研制理由

鐵路機(jī)車運(yùn)輸是礦井運(yùn)輸大巷的主要運(yùn)輸方式之一。隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展，運(yùn)輸量的不斷增長，列車的行車密度相應(yīng)增大，運(yùn)輸效率和行車速度也相應(yīng)地提高。在這種情況下，礦井的運(yùn)輸安全就成為很突出的矛盾。要解決這一矛盾，除了加強(qiáng)組織調(diào)度，提高管理水平之外，更主要的是采用行之有效的技術(shù)措施和先進(jìn)的安全設(shè)備，礦山軌道運(yùn)輸自動(dòng)化服務(wù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。

2 研制目標(biāo)要求

司機(jī)可以使用無線發(fā)射機(jī)遙控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遙控搬動(dòng)道岔，取代原來的人工搬道岔裝置，并按照信號(hào)燈顯示的情況行駛，提高運(yùn)輸效率，改善鐵道運(yùn)輸?shù)墓ぷ靼踩珬l件，保障職工人身安全。該裝置設(shè)計(jì)要先進(jìn)，性能要穩(wěn)定可靠，抗干擾能力要強(qiáng)，判向準(zhǔn)確，保護(hù)可靠，具有良好的防水防塵效果。同時(shí)要安裝方便，操作靈活，岔位顯示清晰直觀，符合煤礦鐵路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需要。

3 構(gòu)成

主要由礦用窄軌道岔、遙控發(fā)射機(jī)、主機(jī)箱、氣動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、岔位狀態(tài)指示器等組成，氣源采用礦山壓風(fēng)機(jī)氣源，控制采用數(shù)字編碼電路實(shí)現(xiàn)遙控命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

4 主要技術(shù)指標(biāo)

電源：AC127V，氣 源 壓 力：0.2-0.8Mpa，電磁閥：DC12V AC127V，遙 控 距 離：50M，最 大 行 程：140MM，最大拖動(dòng)力：400KG，轉(zhuǎn)換道岔時(shí)間：3S。

5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.1 礦用窄軌道岔

適用于15kg、18kg、22kg、24kg、30kg等多個(gè)系列窄軌道岔分。

5.2 遙控發(fā)射機(jī)

發(fā)射機(jī)與接收器編碼絕對(duì)一致，實(shí)現(xiàn)遙控命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，具有非常強(qiáng)的抗干擾性能。遙控發(fā)射機(jī)最大控制路數(shù)為16路，也可擴(kuò)展至32路，控制動(dòng)作時(shí)間不大于3.5秒。調(diào)制方式為FM方式，調(diào)制頻率：315MHz，發(fā)射器至執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離：50M。發(fā)射器由司乘人員手持控制，控制執(zhí)行器動(dòng)作。

5.3 主機(jī)箱

主機(jī)箱內(nèi)設(shè)有接收器，電源電路，控制電路，電磁閥，以及各種保護(hù)轉(zhuǎn)換電路等。接收器接收遙控發(fā)射機(jī)信號(hào)，與遙控發(fā)射機(jī)配合，共同完成成信號(hào)的接收和命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

解碼頻道：1-16位

工作環(huán)境：-10oC～+40oC

該部分主要有高放選頻、二次變頻、頻譜整形、解碼輸出等部分組成，均采用優(yōu)質(zhì)性能電路，并實(shí)行模塊化結(jié)構(gòu)，工作性能穩(wěn)定可靠。

5.4 氣動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)

氣動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)為工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用氣缸推動(dòng)方式，氣源采用礦山壓風(fēng)機(jī)氣源，也可配空壓機(jī)組成獨(dú)立氣源。這種氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)耐用不怕水，不怕泥，合岔嚴(yán)，克服了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)怕水、怕泥、對(duì)電壓要求苛刻、易損壞、故障率高的缺點(diǎn)。

5.5 岔位狀態(tài)指示器

該指示器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)密切配合，用于指示道岔的位置狀態(tài)，以傳達(dá)給司控人員明確的信息，方便司控人員的操作。

6 工作原理及使用性能

6.1 裝置原理框圖

6.2 使用性能

當(dāng)電機(jī)車行駛至控制區(qū)域時(shí)，如發(fā)現(xiàn)岔位指示器指示的道岔位置不符合電機(jī)車的前進(jìn)方向時(shí)，根據(jù)該執(zhí)行器設(shè)定的頻道按動(dòng)相應(yīng)的按鈕，發(fā)射器即發(fā)射該頻道信號(hào)。接收器收到信號(hào)后，將信號(hào)放大并進(jìn)行調(diào)制和編碼識(shí)別，即啟動(dòng)執(zhí)行電路操縱氣動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使岔位向需要的方向運(yùn)動(dòng)，岔位完全到位后，相應(yīng)岔位指示燈亮，岔位轉(zhuǎn)轍完畢。當(dāng)需手動(dòng)控制時(shí)，可按動(dòng)主控箱上的相應(yīng)按鈕，即可實(shí)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換，同時(shí)轉(zhuǎn)換岔位指示器的顯示狀態(tài)，岔位指示器箭頭所指方向即為電機(jī)車行駛方向。

7 道岔其整機(jī)特點(diǎn)

（1）控制器采用抗干擾能力強(qiáng)的單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集識(shí)別判斷，無線遙控能在遠(yuǎn)距離對(duì)道岔進(jìn)行準(zhǔn)確遙控，確保機(jī)車的安全行駛；（2）采用數(shù)字編碼技術(shù)，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)；（3）電控部分常閉不間斷監(jiān)測(cè)，顯示箱直觀地指示出道岔目前位置，司機(jī)可根據(jù)機(jī)車要去的方向在遠(yuǎn)方遙控改變道岔位置；（4）顯示箱亮度高，字型大方美觀，顯示道岔方位準(zhǔn)確、清晰；（5）該裝置最大可控制路數(shù)為16路，控制動(dòng)作時(shí)間不大于3.5秒，最大控制距離大于50米，可根據(jù)道岔的不同情況，設(shè)定系統(tǒng)安裝的位置及工作方式；（6）裝置體積小，占巷道面積少，安裝簡單，操作簡便。

8 優(yōu)點(diǎn)

該產(chǎn)品既可利用鐵路旁固定按鈕操作，又可在礦車行駛過程中，司機(jī)利用遙控操作。司機(jī)在電機(jī)車上遠(yuǎn)距離按動(dòng)按鈕，就可實(shí)現(xiàn)遙控搬動(dòng)道岔，使礦車實(shí)現(xiàn)自行變道，同時(shí)配合醒目的方向指示器，做到了變道的萬無一失。本產(chǎn)品消除了原礦山常規(guī)利用人工搬道岔所帶來的不便，做到了既安全又省時(shí)省力。相對(duì)于一般的電動(dòng)司控道岔，他又具有不怕水、不怕泥，合岔嚴(yán)密的優(yōu)點(diǎn)，避免了因工人在行車過程中的操作失誤而造成的損害。在井底主要運(yùn)輸大巷安裝該司控道岔裝置，對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)礦井的安全生產(chǎn)、提高運(yùn)輸效率及企業(yè)信息化建設(shè)具有重要意義。