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1、摘要I摘 要目前，在矿井的辅助运输中，煤矿架线机车应用较为普遍，其运行安全关系到安全生产，而智能识别红绿灯信号的制动系统是安全运行的保障。本文介绍了煤矿架线机车智能气动刹车系统原理，并对该系统的主要构件进行了有限元分析，为机构设计和气动元件的选择提供了理论依据和实践基础;煤矿架线机车智能刹车系统设计，以 MCS-51 系列单片机为核心，采用无线电遥控发射-接收元件作为机车到达弯-岔道的检测元件，由单片机根据接收到的不同位置的编码信号，使系统发出相应的语音信号，并进行减速。当煤矿架线机车运行到距离红灯安放位置 40 米以内时，遇红灯亮信号，矿用架线机车自动刹车，否则通过。本文并对矿用架线机车避免
2、启动起火的问题进行了介绍，提出了利用本智能刹车系统，在电机内部温度达到限定值时，能自动拉弓断电的电路设计方案。关键词关键词:智能刹车 无线电检测 单片机 有限元分析AbstractIIAbstractAt present the appliance of mine aerial cable locomotive is clear at large in the assistant transport of mine the safety moving relates the safety production and the brake system that can intellectual
3、ly identify the red and green light signal is the guarantee of the safety moving. This paper introduces the principle of intellectually pneumatic brake system and finite element analyzes the mostly component. It provides theory and practice basic for framework design and the choice of pneumatic comp
4、onents; the intellectual brake system design of the mine aerial cable locomotive uses a8031 single chip microprocessor as CPU，using infrared ray remote controlled emit and receive system as the measuring component to measure whether the mine locomotive comes near the curve or branch. When system rec
5、eives the infrared signal with different position coding，it can broadcast correspond sound information，and decelerate. When mine aerial cable locomotive runs forty distance or sub-forty distance from the position that the red light is placed，it brakes when the red light is lighted or runs continuall
6、y. Moreover，the paper introduces the problem that mine aerial cable locomotive avoids fire in startup，brings forward a circuit design scheme，which can automatic draught the bow and break electricity when the mine aerial cable locomotives temperature is up to the finite number.Keywords: Intellectual
7、brake Measuring with wireless Single chip microprocessor Finite element analysis目录目录摘 要.IAbstract.II1 绪论.11.1 设计背景 .11.2 研究现状 .11.2.1 机械制动 .11.2.2 电气制动 .21.3 设计目的.31.4 内容.32 方案选择及总体方案 .42.1 方案选择.42.2 总体方案.43 气动系统设计 .53.1 原理介绍.53.1.1 空压机的工作原理 .53.1.2 单电控电气阀的原理与接线 .63.1.3 单向节流阀的结构与原理 .63.2 主要气动元件的选型设计
8、.73.2.1 空压机的选择 .73.2.2 气缸的选型设计 .73.2.3 单电控电气阀的选择 .83.3.3 压缩空气管道管径和压力损失计算 .93.3.4 气缸的设计 .103.3.5 耗气量计算 .104 矿机车车载弯道、岔道语音装置 .114.1 研究现状.114.1.1 超声波遥控 .114.1.2 红外线遥控 .114.1.3 无线电遥控 .124.2 方案选择及总体方案.134.2.1 方案选择 .13目录4.2.2 总体方案 .134.2.2.1 系统功能设计 .134.3 系统硬件设计.144.4 系统软件设计.144.4.1 语音采集软件 .144.4.2 语音报警软件
9、.185 致谢 .226 参考文献 .1河北工程大学科信学院毕业设计说明书11 绪论1.1 设计背景 煤矿架线机车的安全运行是安全生产的头等大事，制动系统是安全运行的基本手段。正常停车时，靠它使机车停在正确位置，并且防止自动滑行。矿用架线机车遇有紧急情祝实施紧急制动时，它的制动装置必须达到煤矿安全规程1992 年版第 326 条“运送物料时，列车的制动距离必须不超过 40 米”的规定，这是矿用架线机车安全运行的保证。 煤矿安全规程中，对矿机车在运行于弯道和岔道时的运行速度也有严格的要求，到达弯道或岔道时要求司机采取相应措施，减慢速度。但井下光线昏暗，矿机车司机很难凭感觉确定矿机车的准确位置，有
10、时候司机在疲倦时不易发现红灯信号，:极易发生安全事故。因此为确保矿机车的安全运行，要求运行系统能自动给矿机车司机提供弯道、岔道识别提示装置。而且，当矿用架线机车行驶到距离岔口 40 米以内时，如果此时交通灯为红灯，就需要司机实施刹车操作;如果此时司机注意力不够，就需要矿用架线机车自动能在 40 米内完全刹车;在刹车过程中红灯信号转换为绿灯时，机车由刹车状态自动转换为通行状态。另外，矿用架线机车工作环境差，启动频繁，因而要求启动时能量消耗要小，启动要平稳，以避免机械冲击。如果在启动时，牵引矿用架线机车直接接至电网上全压启动，会因静止时电枢绕组反电势等于零且自身内阻很小，引起大电流烧坏绕组，甚至引起机车失火事故。综上所述，有必要对原有煤矿架线机车气动刹车系统进行改进，设一套矿用架线电机车智能刹车系统，以确保煤矿运输和生产安全，为我国煤炭生产的高产高效作成贡献。1.2 研究现状制动装置是矿用架线机车的一个重要装置。矿用架线机车通常兼有机械和电气两种制动装置，有的加装电磁滑靴1.2.1 机械制动机械制动按照其动力分为手动、压气及液压制动。机械制动装置都是采用闸瓦制动方式。如图 1.1 所示，位于司机室内的手轮
