Устройство контроля работы добычного комбайна

(5) Е 21 С ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н К Бюл. . 16ан, О.А. Онище А.М. Мечетин о,и Револ сного 3 им. А.А мени Скоо СССР О.92. Гл(прототип ЙСТВО КОНТРОЛЯ КОМБАЙНА, содеррования с объектии поворота, динаводки на резнные на штреке а видеоконтроль 7)1. УСТР ДОБЬИНОГО камеру виз с привода ирования и и установл та операто(54) (5РАБОТЬжащеевами иафрагмкостьу пуль я 7 В ба 2.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ордена Октябрьси ордена Трудового Кинститут горного делчинского(56) 1. ЙзУ 888419,32.72 (088.8) торское свидетельств кл. Е 21 С 35/24, 1 кауф", 1983, Ф 8, с ное устройство и искробезопасныйисточник питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью, упрощения и повышения надежности контроля, оно снабжено фоконом, установленным у пульта оператора наштреке блоком переключателей и гибким разрешающим волоконно-оптическим жгутом, совмещенным с силовымкабелем комбайна, и. кабелем управления, причем камера визированиязакреплена на корпусе комбайна свозможностью вращения вокруг перпендикулярной к корпусу комбайна осис последующей фиксацией и соединена с помощью гибкого разрешающего волоконно-оптического жгутас установленным в видеоконтрольномустройстве фоконом, приэтом приводыкамеры визирования кабелем управления через переключатель соединеныс искробезопасным источником пита 2 Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения поля контроля, камера визирования выполнена в виде панорамного перископа, состоящего из приводов поворота, диафрагмироваыия и наводки на резкость и сферического колпака, представляющего собой концентричную линзу, в центре которого установлена вращающаяся призма-куб, между передней гранью призмы-куба и сферическим колпаком установлена вращающаяся положительная коррекционная линза, под нижней гранью призмы-куба установлена отражающая .призма, выполненная в виде полукуба, за выходной гранью которой установлены после 1153059довательно друг за другом объективи входной торец гибкого разрешающеговолоконно-оптического жгута, причем :призма-куб и положительная коррекционная линза через редукторы с соотношением коэффициентов редукциисоответственно 2:1 связаны с приводом поворота.3. Устройство по пп, 1 и 2,о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности контроля,видеоконтрольное устройство выполнено в виде затемненного корпуса сустановленным в нем усилителем яркости, фотокатод которого сочлененс фоконом, а перед анодом в передней стенке корпуса вмонтирована панорамная лупа, Изобретение относится к горной автоматике, а именно к автоматическим устройствам для дистанционного контроля работы угольных добычных комбайнов.Известно устройство контроля работы добычного комбайна, содержащее блок задания, датчик местонахождения исполнительного органа, блок формирования управляющих сигналов и исполнительный узел, в котором имеется телевизионная камера и телевизионный экран, блок перемещения и ориентировки телевизионной каме" ры на забой, блок определения отклонения траектории исполнительного органа от заданного направления, запоминающий блок, датчик местонахождения телевизионной камеры в лаве причем телевизионная камера соединена с экраном и блоком перемещения и ориентирования, а экран через блок определения отклонения траекто" рии соединен с одним из входов запоминающего блока, другой вход которого соединен с выходом датчика местонахождения телевизионной камеры, вход последнего связан с датчиком местонахождения исполнительного органа, а выход блока запоминания соединен с входом блока задания программы 11 . Недостатками данного устройстваявляются высокая сложность, невозможность контролировать работу добычного комбайна в начале и в конце5 лавы.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату1.к изобретению является устройствоконтроля работы добычного комбайна,1 Осодержащее камеру визирования с объективами и приводами поворота, диаф-,рагмирования и наводки на резкостьи установленные на штреке у пультаоператора видеоконтрольное устройство и искробеэопасный источник питания. Известное устройство имеетдве передающие телевизионные каме.ры, установленные на концах лавы,и телевизионное видеоконтрольноеустройство в виде телевизора,установленное на штреке у пультаоператора 2 .Недостатками известного устройства являются высокая сложность, свя 25занная с использованием передающихтелевизионных камер и телевизора,а также низкая надежность контроля,связанная с тем, что камеры установлены только на концах лавы,и,ЗО.таким образом, не позволяют контролировать работу добычного комбай-,О 55 любой момент времени можно было наблюдать с бпизкого расстояния работу шнеков, выдвижку верхняков крепи, погрузку угля нижним шнеком на забойный конвейер, положение и состояние конвейера, вывалы породы кровли, пучение почвы и др.Цель изобретения - упрощение и повьппение надежности контроля.Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля работы добычного комбайна, содержащее камеру визирования с объективом и приводами поворота, диафрагмирования и наводки на резкость и установлен ные на штреке у пульта оператора видеоконтрольное устройство и искробезопасный источник гитания, снабже" но фоконом, установленным у пульта оператора на штреке блоком переклю чателей и гибким разрешающим волоконно-оптическим жгутом, совмещенным с силовым кабелем комбайна, и кабелем управления, причем камера визирования закреплена на корпусе ком байна с возможностью вращения вокруг перпендикулярной к корпусу ком-. байна оси с последующей фиксацией и соединена с помощью гибкого разрешающего волоконно-оптического 30 жгута с установленным в видеоконтрольном устройстве фоконом, при этом приводы камеры визирования кабелем управления через переключатель соединены с искробезопасным источником питания.Для расширения поля контроля камера визирования выполнена в виде панорамного перископа, состоящего из приводов поворота, диафраг мирования и наводки на резкость и сферического колпака, представляющего собой концентрическую линзу, в центре которого установлена вращающаяся призма-куб, между перед ней гранью призмы-куба и сферическим колпаком установлена вращающаяся положительная коррекционная линза, под нижней гранью призмы-куба установлена отражающая призма, выполненная в виде полукуба, эа выходкой гранью которой установлены последовательно. друг за другом объектив и входной торец гибкого разрешающего волоконно-оптического жгута, причем призма-куб и положительная коррекционная линза через 5редукторы с соотношением коэффициентов редукциисоответственно 2:1 связаны с приводом поворота.С целью повышения надежности контроля видеоконтрольное устройство выполнено в виде затемненного корпуса с установленным в нем усилителем яркости, фотокатод которого сочленен с фоконом, а перед анодом в передней стенке корпуса вмонтирована панорамная лупа.Такое выполнение устройства контроля добычного комбайна позволило преодолеть техническое противоречие: для непрерывного контроля за работой комбайна по всей длине лавы догжны быть установлены несколько телевизионных камер, следящих за движением комбайна; длч повышения надежности контроля камер не должно быть вообще, так как любая камера ненадежна в работе, не обеспечивает искробезопасности и оперативного слежения (в автоматическом режиме) за движением комбайна и не дает изображение, эквивалентное наблюдению комбайнером работы комбайна. Кроме того, установленные в лаве камеры не дают оператору эффекта присутствия в непосредственной близости от комбайна, или эффекта нахождения оператора непосредственно на комбайне.На фиг. 1 схематически показано устройство контроля работы добычного комбайна с размещением блоков и узлов; на фиг. 2 - камера визирования устройства, разрез; на фиг. 3 - схема соединений искробезопасного источника питания и блока переключателей; на фиг. 4 - ход лучей в камере визирования при повороте призмы-куба на 20 вверх.оУстройство контроля работы добычного комбайна (фиг.1) включает корпускомбайна, находящегося в добычной лаве 2 в пласте угля 3 между породой кровли 4 и почвы 5. На корпусе 1 комбайна перпендикулярно к нему закреплена ось 6, на которой с возможностью вращения и последующей фиксации закреплена камера визирования 7.При работе комбайна верхний 8 и нижний 9 шнеки приводятся во вра;щение и могут перемещаться в вертикальном направлении с помощью качалок О,и 11, Из камеры визирования 7 выходит гибкий разрешающийволоконно-оптический жгут 12, намотанный на барабан 13 кабелеукладчика комбайна (не показано). Другойконец жгута 12 (выходной его торец)сочленен с фоконом 14, который в . 5свою очередь оптически сочлененс фотокатодом усилителя .яркости 15,установленного в затемненном корпусе 16(ящике). В переднюю стенкукорпуса 16 вмонтирована панорамная 1 Олупа 17, Кабель управления 18 совмещен со жгутом 12, Кабелем .управления 18 соединены блок переключателей 19 и камера визирования 7.Жгут 12 совместно с кабелем управления 18 совмещен с силовым кабелем 20комбайна,Камера визирования 7 (фиг.2) состоит из корпуса 21, сферического колпака 22, представляющего собой кон- Кцентрическую линзу, После колпака 22установлена вращающаяся положительная коррекционная линза 23, а в цент. -ре 0 колпака 22 установлена вращающаяся призма-куб 24. Линза 23 через 25редуктор 25 приводится во вращениевокруг горизонтальной оси, проходящей через центр О колпака 22 ипризмы-куба 24, приводом визирования 26. Этим же приводом визирования 26 через редуктор 27 вокруг тойже оси одновременно с линзой 23 вращается призма-куб 24. Соотношениекоэффициентов редукции редукторов 25и 27 выбрано равным .2:.1 для обеспечения вращения линзы 23 с удвоенной угловой скоростью по сравнениюс вращением призмы-куба 24.Колпак 22 закреплен в корпусе 21с помощью уплотнений 28, а совмещенные жгут 12 и кабель управления 8закреплены в корпусе 21 с помощьюкабельного ввода 29.Под нижней гранью призмы-куба 24установлена отражающая призма 30, 45включенная в виде полукуба (типаАР). За выходной гранью призмы 30 установлен объектив, состоящий из положительной двояко-выпуклойлинзы 31, положительной плосковыпуклой линзы 32, отрицательной двояковогнутой линзы 33 и положительнойдвояковыпуклой линзы 34. Объективимеет диафрагму 35 с кольцом диафрагмирования 36 и кольцо наводки 55на резкость 37.Приводом днафрагмирования 38 через редуктор 39 приводится во вращение кольцо диафрагмирования 36. Приводом наводки нарезкость 40 через редуктор 41 приводится во вращение кольцо наводкина резкость 37. За объективом поего .оси установлен торец. 42 жгута 12.Приводом поворота 43 через редуктор 44 приводится во вращение вокругвертикальной оси 6 корпус 21 камерывизирования 7,Отражающая грань 45 призмы-ку-.ба 24 в нейтральном положении расположена под углом 45 в оси 6 ивсегда ее центр совпадает с геометрическим центром и центром вращения призмы-куба 24. Отражающаягрань 46 призмы 30 фиксированаонод углом 45 к .оси 6 и параллельнаграни 45.Ось 6 закреплена в корпусе 21камеры 7 с помощью подшипников ссальниками 47, На верхней частиоси 6 насажена неподвижно шестерня 48, с которой входит в зацепление редуктор 44, закрепленный неподвижно в корпусе 21 камеры 7.Искробезопасный источник питания 49 (фиг.З) соединен с ламелямипереключателей 50, 51, 52 н 53,смонтированных в блок 19. Переключающий контакт переключателя 50по кабелю управления 18 соединенс приводом 26, переключателя 5с приводом 38, переключателя 52с приводом 40 и переключателя 53 -с приводом 43. Средний вывод источника 49 и один вывод приводов 26,38, 40 и 43 заземлены.Работа устройства осуществляетсяследующим образом.Для наблюдения за работой комбайна оператор ставит переключатель 53 в нужное положение и покабелю 18 от источника 49 на привод 43 подается напряжение требуемой полярности для вращения приво-,дом 43 через редуктор 44 и шестерню 48 камеры 7 в требуемом направлении ( например, при подаче положительного напряжения камера поворачивается вправо к завальной стороне забоя, а .при подаче отрицательного напряжения - влево к груди забоя), Как только камера наведенана интересующий оператора объект,оператор ставит переключатель 53 внейтральное положение (когда напри-д 43 не подается напряжение)1 О 20 и камера останавливается. Благодаря постоянной связи шестерни 48 с редуктором 44 и приводом 43 камера остается зафиксированной в заданном положении до следующей подачи напряжения на привод 43, когда потребуется очередной поворот камеры 7 вокруг оси 6.Для управления визированием камеры 7 по вертикали оператор ставит в нужное положение переключатель 50. При этом напряжение требуемой (например, положительной полярности при установке переключатечя 50 в показанное на фиг.3 положение) полярности поступает на привод визирования 26, который через редукторы 25 и 27 одновременно вращает вверх положительную коррекционную линзу 23 и призму-куб 24, причем линза 23 вращается от исходного нейтрального горизонтального положения (Фиг,2) вдвое быстрее, чем призма-куб 24. Для того, чтобы система, состоящая из концентрической линзы 22 и коррекционной положительной линзы 23, была центрирована по отношению к отражающей призме 30. необходимо чтобы угол поворота линзы 23 был вдвое больше, чем угол поворота призмы-куба 24. Ось вращения линзы 23 проходит через центр кривизны обоих поверхностей концентрической линзы 22, Через этот же центр 0 проходит и ось вращения призмы-куба 24, Когда в поле зрения лупы 17 окажется интересующий оператора объект, то он ставит переключатель 50 в ней,гральное положение и снимает напряжение с привода 26. Благодаря постоянной механической связи привода 26 с редукторами 25 и 27, линзой 23 и призмой-кубом 24 взаимное положение линзы и призмы-куба остается фиксированным. Для поворота вниз оператор ставит переключатель 50 в нижнее положение, привод 26 вращается в противоположную сторону и вращает вниз линзу 23 быстрее, чем призмукуб 24.На фиг. 4 показан ход лучей, когда линза 23 и призма-куб 24 установлены в горизонтальное нормальное положение. Пучок параллельных лучей от объекта .при прохождении через концентрическую линзу 22 выходит из нее расходящимся пучком, так как 25 30 35 40 45 0 55 концентрическая линза (которой является одновременно Защитное герметизированное к корпусу 21 уплотнениями 28 стекло) является отрицательной линзой. Вращающуюся призму-куб 24 можно установить лишь впараллельных пучках лучей, так какв расходящихся пучках она вноситсильный астигматизм, Для превращения расходящегося пучка после линзы 22 в параллельный пучок послелинзы 22 установлена вращающаясяположительная коррекционная линза 23,Фокусное расстояние которой выбрано так, чтобы лучи выходили из нее параллельными пучками. Линзы 22 и 23 образуют телескопическую систему, видимое увеличение которой меньше единицы.При повернутых вверх линзе 23 на угол 2 К , а призме-кубе 24 на угол р.ход лучей через линзу 22, линзу 23, приэму-куб 24 и преломляющую призму 30 показан на фиг.4.Параллельные лучи после линзы 23 через входную грань призмы-куба 24 (установленную всегда перпендикулярно к этим лучам) беэ изменения направления попадают на отраженную грань 45 призмы-куба 24. Грань 45 при любых совместных поворотах линзы 23 и призмы-куба 24 изменяет соответствующим образом свое положение по отношению к пучку параллельных лучей от линзы 23: в нейтральном положении грань 45 расположенаопод углом 45 к лучам, а при повороте призмы-куба вверх на угол Ж (где с ( 45 ) грань 45 располагается уже под углом (45 + к ) между параллельными лучами и нормалью кограни (или под углом 45 - о 6 между параллельными лучами и гранью 45). При этом входящие параллельные лучи начинают преломляться на входной грани и двух последовательных по направлению вращения гранях как показано на Фиг.4.Пареллельные лучи после выхода из призмы-куба 24 всегда имеют вертикальное направление вниз. Эти лучи проходят без преломления через входную грань отражающей призмы 30 типа АРн под углом 45 попаодают на ее отражающую грань 46 ко. торая Фиксирована под углом 45 к лучам. После отражения от грани 46 параллельный пучок лучей черезвыходную грань призмы 30 попадает на входную линзу 31 объектива.С помощью линз 31, 32, 33 и 34 объектива изображение предмета фокусируется на входном торце 42 жгута 12. Это иэображение по волокнам жгута передается на выходной торец жгута и далее через фокон 14 передается на фотокатод усилителя яркости 15. Под действием квантов све О та из Фотокатода выбиваются электроны, количество которых из каждой точки фотокатода пропорционально освещенности (яркости) этой точки. Поток фотоэлектронов из Фотокатода 5 под действием ускоряющего поля усилителя яркости 15 устремляется к его аноду (экрану). Экран усилителя яркости изнутри покрыт Флюоресцирующим веществом, светящимся под 20 действием падающих на него электронов, причем яркость свечения каждой точки пропорциональна количеству падающих на нее электронов. Таким образом, на экране усилителя яркости 25 формируется усиленное по яркости изображение предмета, которое оператор наблюдает в панорамную лампу 17.Переключателем 51 оператор подает положительное (для увеличения относи-З 0 тельного отверстия объектива при низкой освещенности объекта) напряжение на привод 38, который с помощью редуктора 39 и кольца Зб диафрагмы 35 открьвает диаФрагму объектива, При подаче отрицательного напряжения с помощью переключателя 51 от источника 49 на привод 38 последний через редуктор 39 вращает кольцо 36 и диафрагма 35 закрьвает до 40 требуемого значения отверстие объектива.Наводка объектива на резкость осуществляется подачей напряжения соответствующей полярности от источ ника 49 через переключатель 52 приводу 40, который через редуктор 41 вращает кольцо 37 наводки на резкость объектива.При установке переключателей 51 0 и 52 приводы 38 и 40 останавливаются и объектив остается зафиксированным в требуемом положении диафрагмы и наводки на резкость. Таким образом, с помощью четырех переключателей 505152 и 53 опера:тор может навести камеру 7 на любой объект, дистанционно установить резкость и яркость (одновременно и глубину резкости) изображенияпредмета,Устройство позволяет осуществлять оперативный визуальный контроль из штрека за работой комбайна без преобразования изображения предмета в электрический телевизионный сигнал, благодаря этому устройство имеет бесконечно большую помехоустойчивость от электромагнитных помех, дает четкое изображение (при использовании усилителя яркости типа П 1 ЧВс диаметром экрана 40 мм дает четкость 40 пар линий на 1 мм и при увеличении лупой 17 иэображения в 4 раза, когда получается изображение диаметром 160 мм, а его четкость лревьппает предел разрешенияглаза и в 3,5 раза превышает четкостьпередачи телевизионных изображенийцентрального телевизионного веща-ния), позволяет наблюдать объектыв условиях плохой освещенности (приосвещенности в единицы люкс, что в тысячи раз меньше дневного освещения), обладает полной искробезопасностью, позволяет изменять уголвизирования по вертикали при неподвижной камере 7, просто по конструктивному выполнению и надежно в работе.Таким образом, изобретение позволяет преодолеть техническое противоречие, т.е. осуществить непрерывный визуальный контроль за работойдвижущегося комбайна по всей длинелавы с помощью искробезопасного помехоустойчивого устройства с одной камерой визирования и одним видеоконтрольным устройством без преобразования изображения объекта в электрический телевизионный сигнал и преобразования этого сигнала обратно в изображение объекта.Использование устройства обеспечивает улучшение условий труда шахтеров.1153059 Составитель И. Назаркинан Техред С.Легеза Корректор Е. Сирохм Редактор М 67 а 4 атент" г илиал Ужгород, ул. Проектная, 4 ТиражВНИИПИ Госупо делам и113035, Моск 82рственного кообретений и оа, Ж, Рауш Подписиитета СССРкрытийкая наб., д