專利名稱：煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員監(jiān)控裝置，主要用于煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī) 乘座人員的安全監(jiān)控以及人員到達(dá)終點(diǎn)的越位保護(hù)。
背景技術(shù)：
煤礦生產(chǎn)中，皮帶運(yùn)輸機(jī)是斜井中主要的輸運(yùn)設(shè)備，不僅用于將開采出來的煤礦 運(yùn)送到井上煤倉，還用于將生產(chǎn)人員輸送到井下和井上。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)用來輸送人員時，人 員必須在規(guī)定的安全出口處下來，如果皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員分布過于密集，導(dǎo)致出口處人員 擁堵，在皮帶持續(xù)向前傳送過程中可能會發(fā)生安全事故。根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)和安全規(guī) 范要求，為了保證乘座人員和皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全運(yùn)行，對于皮帶運(yùn)輸機(jī)上的人員數(shù)量及人 員分布位置有著嚴(yán)格規(guī)定。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，往往出現(xiàn)違反上述規(guī)定的情況，給煤礦生 產(chǎn)帶來嚴(yán)重安全隱患。目前比較常用的方法是在人員安全出口后方安裝攔截用的機(jī)械結(jié)構(gòu)，避免人員隨 皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行危險區(qū)域。這種做法雖然一定程度上保證了人員安全，但是并沒有解決出 口處可能發(fā)生擁堵的問題，而且攔截用的機(jī)械結(jié)構(gòu)可能會對人體造成意外傷害。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員監(jiān)控裝置，該裝置能夠?qū)?時監(jiān)測皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員的數(shù)量與分布間距，并實(shí)現(xiàn)人員到達(dá)終點(diǎn)的越位保護(hù)，保證人員 與皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全。本實(shí)用新型提供的一種煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員監(jiān)控裝置，其特征在于熱釋電人 體感應(yīng)傳感器、紅外發(fā)射接收器與數(shù)據(jù)處理器的輸入接口相連，速度傳感器與數(shù)據(jù)處理器 的計(jì)數(shù)器接口相連，聲光報警器與數(shù)據(jù)處理器的輸出接口相連；紅外發(fā)射接收器的發(fā)射和接收部分分別置于傳送帶的兩側(cè)，熱釋電人體感應(yīng)傳感 器布置在傳送帶上方，速度傳感器安裝在傳送帶上。紅外發(fā)射接收器和熱釋電人體感應(yīng)傳感器將監(jiān)測得到的人體信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處 理器，速度傳感器將測量獲得的速度信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器對人體信號和速 度信號進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果控制聲光報警器的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種可以對皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員數(shù)量、人員分布間距進(jìn)行實(shí)時監(jiān) 控的裝置，通過脈沖信號的運(yùn)算可以有效地監(jiān)測皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員間距，當(dāng)人員數(shù)量和間 距不符合安全生產(chǎn)規(guī)范時能及時發(fā)出報警信號，提醒皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員注意間距，同時讓 控制人員做好停機(jī)準(zhǔn)備，保證人員與皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)可 靠的特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖2是本實(shí)用新型傳感器布置示意圖。圖3是本實(shí)用新型裝置用于定點(diǎn)監(jiān)測的處理流程圖。圖4是本實(shí)用新型裝置用于終點(diǎn)越位保護(hù)的處理流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型裝置包括熱釋電人體感應(yīng)傳感器2和紅外發(fā)射接收器3 與數(shù)據(jù)處理器1的輸入接口相連，速度傳感器4與數(shù)據(jù)處理器1的計(jì)數(shù)器接口相連，聲光報 警器5與數(shù)據(jù)處理器1的輸出接口相連。數(shù)據(jù)處理器1是指能夠處理數(shù)字信號并帶有計(jì)數(shù)器功能的元件，比如單片機(jī)、可 編程邏輯控制器或數(shù)字信號處理器(DSP)等。各傳感器布局如圖2所示紅外發(fā)射接收器3的發(fā)射和接收部分分別布置在皮帶 運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)，熱釋電人體感應(yīng)傳感器2布置在皮帶運(yùn)輸機(jī)上方，監(jiān)測人體信號；速度傳感器 4安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)上(可以位于皮帶運(yùn)輸機(jī)的上面或下面)，用于測量速度信號；將這兩 個信號提供給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器對信息進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果控制聲光報警器5 的工作狀態(tài)。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)上有障礙物通過紅外發(fā)射接收器3時，將產(chǎn)生脈沖信號；當(dāng)有人員 進(jìn)入熱釋電人體感應(yīng)傳感器2的感應(yīng)范圍內(nèi)，傳感器產(chǎn)生脈沖信號；速度傳感器4用來測量 皮帶運(yùn)輸機(jī)速度的傳送速度v，將輸出一列脈沖信號，脈沖信號的頻率大小反映了皮帶運(yùn)輸 機(jī)傳送速度的大小，根據(jù)速度傳感器的精度可以確定用χ個脈沖來代表lm，設(shè)時間間隔t內(nèi) 速度傳感器產(chǎn)生η個脈沖，那么速度ν = η/(χ · t)。本監(jiān)控裝置用于人員分布間距的定點(diǎn)監(jiān)控時，數(shù)據(jù)處理器的處理流程圖如圖3所
7J\ ο在數(shù)據(jù)處理器中處理脈沖信號設(shè)皮帶運(yùn)輸機(jī)上相鄰兩人通過紅外發(fā)射接收器3 的時間間隔為t，將熱釋電人體感應(yīng)傳感器2與紅外發(fā)射接收器3獲得的信號進(jìn)行邏輯與運(yùn) 算，將得到時間間隔為t的脈沖信號；速度傳感器與數(shù)據(jù)處理器的計(jì)數(shù)器接口相連，設(shè)對應(yīng) 時間間隔t內(nèi)速度傳感器產(chǎn)生了 η個脈沖，那么相鄰兩人之間的距離s = ν = η/χ,當(dāng)距 離s小于規(guī)定的安全距離L即當(dāng)η < L · χ時，數(shù)據(jù)處理器將控制聲光報警器進(jìn)行報警，從 而實(shí)現(xiàn)對人員分布間距的監(jiān)控。本監(jiān)控裝置用于人員到達(dá)終點(diǎn)的越位保護(hù)時，數(shù)據(jù)處理器的處理流程圖如圖4所示。當(dāng)有人員經(jīng)過安全出口后仍未從皮帶運(yùn)輸機(jī)上下來，數(shù)據(jù)處理器將在控制聲光報 警器報警的同時，發(fā)出停機(jī)信號，提醒控制人員停止皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)人員到達(dá)終 點(diǎn)的越位保護(hù)。在煤礦下實(shí)際應(yīng)用本實(shí)用新型時，應(yīng)選用帶有煤礦產(chǎn)品安全標(biāo)志的相應(yīng)傳感器型 號，根據(jù)《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》、《中華人民共和國礦山安全法》、《中華人民共和國 安全生產(chǎn)法》、《煤礦用帶式輸送機(jī)安全規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》，整套監(jiān)控裝置經(jīng)安標(biāo)國家 礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心評審認(rèn)證后，才可以在礦井中使用。熱釋電人體感應(yīng)傳感器2應(yīng)離 地面2. 0-2. 2m，要遠(yuǎn)離溫度變化比較敏感的地方，也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動的地方，探測范圍內(nèi)不得有大型隔離物。整套裝置在煤礦下布局時，要在安全出口后方布置一套用于終 點(diǎn)越位保護(hù)；用于監(jiān)控人員分布間距時要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的監(jiān)控點(diǎn)，每個監(jiān)控點(diǎn)處 布置一套用于定點(diǎn)監(jiān)控。實(shí)例本實(shí)施例為國內(nèi)某煤礦集團(tuán)的斜井鋼帶機(jī)上人員監(jiān)控裝置，這臺斜井鋼帶機(jī)用來 將煤運(yùn)到井上煤倉，同時用來將人員傳送到斜井出口，整條傳送帶長度約為1km，對鋼帶機(jī) 上人員的監(jiān)控要求傳送帶人員分布間距不得小于4m，人員到達(dá)斜井出口必須從傳送帶上 下來，否則會被傳送到井上煤倉，發(fā)生事故。本實(shí)用新型裝置各部分選型數(shù)據(jù)處理器1選用嵌入式PLC，型號為CUBLOC CUSB-22R,熱釋電人體感應(yīng)傳感器2選用KPZ-C礦用本質(zhì)安全型熱釋電人體感應(yīng)傳感器，紅 外發(fā)射接收器3選用KPZ-C礦用本質(zhì)安全型紅外發(fā)射紅外接收器，速度傳感器4選用GSG5 礦用本安型速度傳感器，聲光報警器選用KXB 127礦用隔爆兼本安型語言報警器。沿傳送帶每隔200m布置一套本監(jiān)控裝置，共5套。前4套用于定點(diǎn)監(jiān)測GSG5礦 用本安型速度傳感器是用130Hz表示lm，當(dāng)傳送帶上人員間距小于4m時，數(shù)據(jù)處理器計(jì)數(shù) 值小于520，控制KXB127礦用隔爆兼本安型語言報警器進(jìn)行報警。第5套用于終點(diǎn)的越位 保護(hù)，當(dāng)人員在斜井出口未及時從傳送帶上下來時，KPZ-C礦用本質(zhì)安全型熱釋電人體感應(yīng) 傳感器2監(jiān)測到人體信號，則數(shù)據(jù)處理器發(fā)出停機(jī)報警信號。本實(shí)用新型不僅局限于上述具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型 公開的內(nèi)容，可以采用其它多種具體實(shí)施方式
實(shí)施本實(shí)用新型，因此，凡是采用本實(shí)用新型 的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計(jì)，都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求一種煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員監(jiān)控裝置，其特征在于熱釋電人體感應(yīng)傳感器(2)和紅外發(fā)射接收器(3)與數(shù)據(jù)處理器(1)的輸入接口相連，速度傳感器(4)與數(shù)據(jù)處理器(1)的計(jì)數(shù)器接口相連，聲光報警器(5)與數(shù)據(jù)處理器(1)的輸出接口相連；紅外發(fā)射接收器(3)的發(fā)射和接收部分分別置于傳送帶的兩側(cè)，熱釋電人體感應(yīng)傳感器(2)布置在傳送帶上方，速度傳感器(4)安裝在傳送帶上；紅外發(fā)射接收器(3)和熱釋電人體感應(yīng)傳感器(2)將監(jiān)測得到的人體信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器(1)，速度傳感器(4)將測量得到的速度信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器(1)，數(shù)據(jù)處理器(1)對人體信號和速度信號進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果控制聲光報警器(5)的工作狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員監(jiān)控裝置，其結(jié)構(gòu)為紅外發(fā)射接收器的發(fā)射和接收部分分別布置在傳送帶的兩側(cè)，熱釋電人體感應(yīng)傳感器布置在傳送帶上方，速度傳感器安裝在傳送帶上。紅外發(fā)射接收器和熱釋電人體感應(yīng)傳感器將監(jiān)測得到的人體信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器，速度傳感器將測量獲得的速度信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器對人體信號和速度信號進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果控制聲光報警器的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型可以有效地監(jiān)測皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員間距，當(dāng)人員數(shù)量和間距不符合安全生產(chǎn)規(guī)范時能及時發(fā)出報警信號，提醒皮帶運(yùn)輸機(jī)上人員注意間距；當(dāng)人員進(jìn)入危險區(qū)域時，能及時發(fā)出停機(jī)報警信號，保證人員與皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全。
文檔編號B65G43/00GK201665424SQ20102011599
公開日2010年12月8日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者史鐵林, 杜潤生, 楊曙年, 林靖博, 熊良才, 胡友民, 黃弢 申請人:華中科技大學(xué)