田 溥

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)云岡礦， 山西 大同 037017）

1 項(xiàng)目背景

目前，礦井專(zhuān)門(mén)運(yùn)輸作業(yè)人員的設(shè)備有人車(chē)和猴車(chē)兩種，人車(chē)對(duì)礦井水文地質(zhì)條件和安裝傾角有較高要求，因此部分礦井對(duì)于布置人車(chē)存在較大困難。猴車(chē)對(duì)于傾角和地質(zhì)條件的適應(yīng)能力較強(qiáng)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮猴車(chē)也較合理。猴車(chē)又分為死猴和活猴，活猴需要乘坐之人自己將猴車(chē)掛在鋼絲繩上，如果沒(méi)有受到專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)很可能會(huì)出現(xiàn)猴車(chē)掉落或是在半路出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，并且不能合理地選擇在什么時(shí)候?qū)⒑镘?chē)掛在鋼絲繩上，若兩猴車(chē)距離太大，不能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)猴車(chē)的利用，反之距離太小則會(huì)出現(xiàn)兩猴車(chē)碰撞或在同一滾輪下受力過(guò)大的現(xiàn)象。云岡礦的運(yùn)人猴車(chē)就存在無(wú)法自動(dòng)掛車(chē)的問(wèn)題，因此分析并應(yīng)用一種智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)井下活猴猴車(chē)的自動(dòng)掛車(chē)。

2 智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置的分析

2.1 結(jié)構(gòu)分析

設(shè)計(jì)的智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置主要包括猴車(chē)、地下礦用架空索道和自動(dòng)掛車(chē)裝置三大部分，如圖1 所示。

猴車(chē)的立體結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要包括猴車(chē)本體和機(jī)械手臂抓取接頭，機(jī)械手臂抓取接頭固定設(shè)置在猴車(chē)本體的頂部；自動(dòng)掛車(chē)裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示，滑道和能夠沿著滑道滑動(dòng)的機(jī)械手臂，滑道設(shè)置在鋼絲繩的上側(cè)，滑道上設(shè)置有齒條；地下礦用架空索道包括鋼絲繩[1-3]。

圖1 智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 猴車(chē)的立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 自動(dòng)掛車(chē)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)械手臂包括機(jī)械臂移動(dòng)裝置、抓取裝置和升降裝置，機(jī)械臂移動(dòng)裝置一端與滑道連接且另一端與升降裝置連接，抓取裝置與升降裝置的下端固定連接。機(jī)械臂移動(dòng)裝置包括滑塊、齒輪和齒輪驅(qū)動(dòng)部件，所述滑塊滑動(dòng)安裝在滑道上且能夠沿著滑道滑動(dòng)，所述齒輪驅(qū)動(dòng)部件固定安裝在滑塊上，所述齒輪固定安裝在齒輪驅(qū)動(dòng)部件的輸出軸上，所述齒輪與齒條相嚙合。

升降裝置固定在滑塊上且能夠帶動(dòng)其下端的抓取裝置上下移動(dòng)，所述升降裝置包括升降驅(qū)動(dòng)部件、絲杠、絲母套管和滑座，所述滑座內(nèi)沿豎直方向開(kāi)設(shè)有滑孔，所述絲母套管的外壁上設(shè)置有用于防止絲母套管沿滑孔轉(zhuǎn)動(dòng)的凸起，所述絲母套管的外壁與滑孔相配合且能沿所述滑孔上下滑動(dòng)，所述絲杠穿入絲母套管內(nèi)且與絲母套管螺紋配合，所述升降驅(qū)動(dòng)部件安裝在滑座的頂端且升降驅(qū)動(dòng)部件的輸出軸與絲杠的上端固定連接。抓取裝置固定設(shè)置在絲母套管的下端且用于與機(jī)械手臂抓取接頭相配合來(lái)抓取猴車(chē)。

2.2 智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置特征分析

猴車(chē)還包括按摩觸手、控制面板、快速可充電式電池和靠背傾斜角度可調(diào)整的座椅，所述座椅固定安裝在猴車(chē)本體上，按摩觸手設(shè)置在座椅的靠背與人體背部接觸的一側(cè)上，所述控制面板固定設(shè)置在猴車(chē)本體上與位于座椅位置相對(duì)的一側(cè)，所述快速可充電式電池可拆卸安裝在座椅的底部，所述快速可充電式電池與按摩觸手電連接且用于為按摩觸提供電能，所述快速可充電式電池與控制面板電連接且用于為控制面板提供電能，所述控制面板與按摩觸手電連接且用于控制按摩觸手工作。

猴車(chē)還包括安全帶，所述安全帶設(shè)置在座椅上。

上述的一種智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置，其特征在于所述猴車(chē)還包括紅外線(xiàn)人體感應(yīng)器和第一無(wú)線(xiàn)通信模塊，所述紅外線(xiàn)人體感應(yīng)器固定安裝在座椅上且用于檢測(cè)是否有人乘坐在座椅上，所述第一無(wú)線(xiàn)通信模塊與控制面板電連接且用于將控制面板輸入的指令信息傳輸出去，所述紅外線(xiàn)人體感應(yīng)器與第一無(wú)線(xiàn)通信模塊電連接且用于將紅外線(xiàn)人體感應(yīng)器的監(jiān)測(cè)信息通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通信模塊傳輸出去[4-5]。

控制面板為手持式智能觸屏終端。

地下礦用架空索道還包括用于檢測(cè)鋼絲繩上是否有猴車(chē)的掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置和掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置，所述掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置和掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置均設(shè)置在猴車(chē)掛接點(diǎn)前側(cè)鋼絲繩的外側(cè)。

掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置和掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置依次均勻布設(shè)在鋼絲繩的外側(cè)，多個(gè)所述掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置依次均勻布設(shè)在鋼絲繩的外側(cè)。

智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置還包括儲(chǔ)車(chē)裝置，所述儲(chǔ)車(chē)裝置包括限位擋塊、限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置、接近開(kāi)關(guān)和傾斜設(shè)置的儲(chǔ)車(chē)軌道，所述限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置固定安裝在儲(chǔ)車(chē)軌道內(nèi)，所述限位擋塊固定安裝在限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置上且能夠在限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下從儲(chǔ)車(chē)軌道內(nèi)伸出儲(chǔ)車(chē)軌道的軌面以阻擋猴車(chē)沿著儲(chǔ)車(chē)軌道的軌面滑動(dòng)，所述接近開(kāi)關(guān)安裝在儲(chǔ)車(chē)軌道的下側(cè)且用于檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)處是否有猴車(chē)。

智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置還包括控制器和第二無(wú)線(xiàn)接收模塊，所述第二無(wú)線(xiàn)通信模塊與控制器電連接且用于將第二無(wú)線(xiàn)通信模塊接收的信息傳遞給控制器，所述控制器與接近開(kāi)關(guān)電連接且用于接收接近開(kāi)關(guān)傳遞給它的開(kāi)關(guān)信息，所述控制器與掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置電連接且用于接收掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置傳輸給它的檢測(cè)信息，所述控制器與掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置電連接且用于接收掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置傳輸給它的檢測(cè)信息，所述控制器與齒輪驅(qū)動(dòng)部件電連接且用于控制齒輪驅(qū)動(dòng)部件動(dòng)作，所述控制器與升降驅(qū)動(dòng)部件電連接且用于控制升降驅(qū)動(dòng)部件動(dòng)作，所述控制器與限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置電連接且用于控制限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作，所述控制器與抓取裝置電連接且用于控制抓取裝置松開(kāi)機(jī)械手臂抓取接頭。

齒輪驅(qū)動(dòng)部件、升降驅(qū)動(dòng)部件和限位擋塊驅(qū)動(dòng)裝置均包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述電機(jī)電連接且用于控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。

掛接點(diǎn)前側(cè)檢測(cè)裝置和掛接點(diǎn)后側(cè)檢測(cè)裝置均為紅外線(xiàn)接近開(kāi)關(guān)。

2.3 裝置優(yōu)點(diǎn)分析

該裝置通過(guò)自動(dòng)掛車(chē)裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掛車(chē)，避免了人工掛車(chē)所存在的車(chē)距不好控制、掛車(chē)難度大、需要專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)采可以掌握這些短板。

通過(guò)自動(dòng)掛車(chē)裝置，掛車(chē)更加安全可靠，靜態(tài)上車(chē)，對(duì)于攜帶生產(chǎn)工具的工作人員，極大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度以及減少在乘坐設(shè)備時(shí)磕碰事故的發(fā)生。

通過(guò)控制器可以合理地控制各設(shè)備之間的安全距離，極大地加強(qiáng)了對(duì)空間的利用率，減少在乘坐時(shí)的擁擠現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)部分智能化操作，增加了設(shè)備的穩(wěn)定性。

裝置在座椅的靠背上設(shè)置了按摩觸手，通過(guò)按摩極大地緩解工作人員的疲勞和放松了乘坐人員的背部肌肉，對(duì)于乘坐的舒適感也有顯著提高。

3 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

在云岡礦安裝了該款智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置并投入實(shí)踐應(yīng)用。從實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程來(lái)看，智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置整體運(yùn)行穩(wěn)定，有效實(shí)現(xiàn)了井下活猴猴車(chē)的自動(dòng)掛車(chē)作業(yè)，有效提高了井下活猴猴車(chē)的工作效率和安全性。裝置的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了井下現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人值守，猴車(chē)運(yùn)行的自動(dòng)化程度大大提高，安全性得到了有效的提高。智能化井下猴車(chē)運(yùn)輸裝置的應(yīng)用，節(jié)約了“猴車(chē)”工作崗位的設(shè)立，人工成本大大降低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。