一種煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，它是一種利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和信息技術(shù)，以虛實(shí)結(jié)合、多人協(xié)同操作方式實(shí)現(xiàn)煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝過程中各工序的仿真實(shí)驗(yàn)，改變了煤礦開采相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尤其是采煤工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)以說教、講述為主的局面，填補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的空白，能夠極大的提高受訓(xùn)人員的參與程度，教學(xué)效果良好。
【專利說明】一種煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤炭院校采礦工程專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和信息技術(shù)，以虛實(shí)結(jié)合方式展現(xiàn)煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝過程中各工序的仿真實(shí)驗(yàn)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前采礦工程專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)，由于害怕、好奇、安全等種種原因，在井下僅僅是走馬觀花地看一遍靜止的采煤機(jī)械設(shè)備，不能親眼目睹采煤工藝生產(chǎn)全過程，體會(huì)不到采煤工藝中破煤、裝煤、運(yùn)煤支護(hù)之間的時(shí)間和空間位置關(guān)系；又由于操作采煤設(shè)備產(chǎn)生高能耗，且存在安全隱患，絕不可能允許學(xué)生參與操作采煤機(jī)械設(shè)備，實(shí)習(xí)效果大打折扣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，通過多位學(xué)生協(xié)同操作真實(shí)設(shè)備的不同按鈕，并在各自的視景屏中顯示采煤設(shè)備的不同動(dòng)作，虛擬地在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序，如采煤機(jī)進(jìn)刀、割煤工作、支架前移、刮板輸送機(jī)移動(dòng)等，以此讓學(xué)生們親自動(dòng)手操作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)綜合機(jī)械化采煤工藝過程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)采煤工作面生產(chǎn)工序相互配合的理解。
[0004]該煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的結(jié)構(gòu)包括:采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)及其操作按鈕、三臺(tái)支架工操作臺(tái)及其操縱桿和操作按鈕、輔助設(shè)備操作臺(tái)及其控制按鈕、高清投影儀、采煤機(jī)狀態(tài)液晶顯示屏兩個(gè)、采煤機(jī)機(jī)身儀表顯示屏兩個(gè)、液壓支架狀態(tài)液晶顯示屏三個(gè)、輔助設(shè)備顯示屏、電路板、單片機(jī)、服務(wù)器，以及其他輔助設(shè)備；其中，所述采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)、三臺(tái)支架工操作臺(tái)、輔助設(shè)備操作臺(tái)均內(nèi)置單片機(jī)，通過通訊線路與服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)了多設(shè)備聯(lián)合、協(xié)同模擬操作；所有操作臺(tái)上均布置有相關(guān)設(shè)備的操作手柄、控制按鈕，所有操作手柄和控制按鈕均與其操作臺(tái)內(nèi)置單片機(jī)連接；采煤機(jī)操作臺(tái)上安裝有采煤機(jī)狀態(tài)模擬顯示屏，實(shí)時(shí)顯示采煤機(jī)運(yùn)行速度、截割速度、機(jī)身溫度等狀態(tài)參數(shù)；支架操作臺(tái)上安裝有支架狀態(tài)模擬顯示屏，實(shí)時(shí)顯示支架阻力、支撐高度等狀態(tài)參數(shù)；輔助設(shè)備操作臺(tái)上安裝有乳化液泵站、破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)等狀態(tài)參數(shù)顯示屏，實(shí)時(shí)顯示相關(guān)設(shè)備開停狀態(tài)。
[0005]該煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)，可以由兩位采煤機(jī)司機(jī)分別操作左、右滾筒的啟動(dòng)、升降、割煤，以及采煤機(jī)啟動(dòng)，行走等基本操作，也可通過配合展現(xiàn)不同的進(jìn)刀方式和割煤方式等，以上操作均可在采煤機(jī)操作臺(tái)的視景屏上同步顯示；三臺(tái)支架工操作臺(tái)可以由三位支架工分別操作，完成采煤機(jī)割煤前方的護(hù)幫板收起、割煤后方的護(hù)幫板放下、支架割煤后及時(shí)支護(hù)、推移刮板輸送機(jī)等，以上操作均可分別在三臺(tái)液壓支架操作臺(tái)的視景屏上同步顯示；輔助設(shè)備操作臺(tái)可以由一位工人代替操作，啟動(dòng)停止乳化液泵、啟動(dòng)停止皮帶機(jī)、啟動(dòng)停止轉(zhuǎn)載機(jī)、啟動(dòng)停止刮板輸送機(jī)和啟動(dòng)停止工作面破碎機(jī)，以上操作均可在輔助設(shè)備操作臺(tái)的視景屏上同步顯示。通過六人的共同操作，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤工藝的全過程，并可在投影儀上同步整體顯示。
[0006]該煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀比真實(shí)采煤設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小，但是卻能夠通過真實(shí)的控制操作展現(xiàn)采煤工藝全過程。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅消除了下井實(shí)習(xí)參觀采煤工作面的危險(xiǎn)，而且避免了操作井下采煤設(shè)備的能耗，符合國家提倡的“綠色開采”的技術(shù)方針。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]通過參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0008]圖1是本發(fā)明提供的煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2是本發(fā)明提供的煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3是本發(fā)明提供的采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4是本發(fā)明提供的液壓支架操縱臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5是本發(fā)明提供的液壓支架操縱桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6是本發(fā)明提供的輔助設(shè)備操作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，本例詳細(xì)介紹一種綜合機(jī)械化采煤工藝虛擬仿真的操作全過程，其割煤方式為雙向割煤、往返兩刀，進(jìn)刀方式為工作面端部斜切進(jìn)刀，移架方式為單架依次順序式，工序配合方式為及時(shí)支護(hù)方式。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]圖2中:1、米煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)；1-1、米煤機(jī)左滾筒操作臺(tái)；1-1-1米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕；1-1-2、米煤機(jī)停止按鈕；1-1-3米煤機(jī)左行按鈕；1-1-4、米煤機(jī)左啟按鈕；1-1-5、米煤機(jī)右行按鈕；1-1-6、米煤機(jī)破啟按鈕；1-1-7、米煤機(jī)牽停按鈕；1-1-8、米煤機(jī)運(yùn)閉按鈕；1-1-9、米煤機(jī)左臂升降按鈕；1-1-10、米煤機(jī)破升按鈕；1-1-11、米煤機(jī)破降按鈕；1_1_12、米煤機(jī)先導(dǎo)按鈕；1-2、米煤機(jī)右滾筒操作臺(tái)米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕；1-2_2、米煤機(jī)停止按鈕；1-2_3米煤機(jī)左行按鈕；1-2_4、米煤機(jī)右啟按鈕；1-2_5、米煤機(jī)右行按鈕；1_2_6、米煤機(jī)破啟按鈕；1-2_7、米煤機(jī)牽停按鈕；1-2_8、米煤機(jī)運(yùn)閉按鈕；1-2_9、米煤機(jī)右臂升降按鈕；1-2-10、采煤機(jī)破升按鈕；1-2-11、采煤機(jī)破降按鈕；1-2-12、采煤機(jī)先導(dǎo)按鈕；1_3、第一儀表屏模塊；1-4、第二儀表屏模塊；1_5、米煤機(jī)主要操作按鈕；1_5_1、米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕；1_5_2、米煤機(jī)停止按鈕；1-5-3、米煤機(jī)急停按鈕；1-5-4、米煤機(jī)左尚合按鈕；1_5_5、米煤機(jī)右尚合按鈕；1-5_6、米煤機(jī)左隔尚按鈕；1-5_7、米煤機(jī)右隔尚按鈕；1-5_8、米煤機(jī)備用按鈕。2、支架工操作臺(tái)I ;2-1、液壓支架端顯示屏I (第三視景屏幕)；2-2、液壓支架切換按鈕；2_3、液壓支架操縱桿；2-3-1、液壓支架立柱升降操作手柄；2-3-2、液壓支架頂板調(diào)平操作手柄；2-3-3、液壓支架推溜操作手柄；2-3-4、液壓支架避幫操作手柄；2-3-5、液壓支架前側(cè)護(hù)操作手柄；2-3-6、液壓支架后側(cè)護(hù)操作手柄；2-3-7、液壓支架液壓開關(guān)操作手柄；2-3-8、備用操作手柄。3、支架工操作臺(tái)II ;3-1、液壓支架端顯示屏II (第四視景屏幕)；3-2、液壓支架切換按鈕；3-3、液壓支架操縱桿；3-3-1、液壓支架立柱升降操作手柄；
3-3-2、液壓支架頂板調(diào)平操作手柄；3-3-3、液壓支架推溜操作手柄；3-3-4、液壓支架避幫操作手柄；3-3-5、液壓支架前側(cè)護(hù)操作手柄；3-3-6、液壓支架后側(cè)護(hù)操作手柄；3-3-7、液壓支架液壓開關(guān)操作手柄；3-3-8、備用操作手柄。4、支架工操作臺(tái)III ;4-1、液壓支架端顯示屏III (第五視景屏幕)；4-2、液壓支架切換按鈕；4-3、液壓支架操縱桿；4-3-1、液壓支架立柱升降操作手柄；4-3-2、液壓支架頂板調(diào)平操作手柄；4-3-4、液壓支架推溜操作手柄；4-3-4、液壓支架避幫操作手柄；4-3-5、液壓支架前側(cè)護(hù)操作手柄；4-3-6、液壓支架后側(cè)護(hù)操作手柄；4-3-7、液壓支架液壓開關(guān)操作手柄；4-3-8、備用操作手柄。5、刮板輸送機(jī)與輔助設(shè)備操作臺(tái)；5_1刮板輸送機(jī)開啟按鈕；5-2刮板輸送機(jī)停止按鈕；5-3轉(zhuǎn)載機(jī)開啟按鈕；5-4轉(zhuǎn)載機(jī)停止按鈕；5-5皮帶機(jī)開啟按鈕；5-6皮帶機(jī)停止按鈕；5-7乳化液泵開啟按鈕；5-8乳化液泵停止按鈕；5-9工作面破碎機(jī)啟動(dòng)按鈕；5-10工作面破碎機(jī)停止按鈕；5-11設(shè)備視角切換按鈕。6、高清投影儀。7、第一視景屏模塊。8、第二視景屏模塊。9、第三視景屏模塊。10、第四視景屏模塊。11、第五視景屏模塊。12、第六視景屏模塊。
[0016]主控機(jī)的配置:CPU主頻彡3.5G、內(nèi)存彡3G、硬盤彡3006，主板支持8個(gè)COM端口，配置獨(dú)立顯卡，顯存彡1G，顯卡芯片NVIDIA，顯存位寬:356Bit，顯卡接口，VGA或DVI ;主板PCI I/O插槽可擴(kuò)展到8個(gè)，支持PC1-X轉(zhuǎn)接。
[0017]計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng):Windows XP正版操作系統(tǒng)；
[0018]供電電源:電壓330V ;功率:350?350w ；
[0019]圖3中，米煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái):1-1、米煤機(jī)左滾筒操作臺(tái)；1-1-1米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕；1-1-2、米煤機(jī)停止按鈕；1-1-3、米煤機(jī)左行按鈕；1-1-4、米煤機(jī)左啟按鈕；1_1_5、米煤機(jī)右行按鈕；1-1-6、米煤機(jī)破啟按鈕；1-1-7、米煤機(jī)牽停按鈕；1-1-8、米煤機(jī)運(yùn)閉按鈕；1-1-9、米煤機(jī)左臂升降按鈕；1-1-10、米煤機(jī)破升按鈕；1-1-11、米煤機(jī)破降按鈕；1_1_12、米煤機(jī)先導(dǎo)按鈕；1-2、米煤機(jī)右滾筒操作臺(tái)米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕；1-2_2、米煤機(jī)停止按鈕；1-2-3米煤機(jī)左行按鈕；1-2-4、米煤機(jī)右啟按鈕；1-2-5、米煤機(jī)右行按鈕；1_2_6、米煤機(jī)破啟按鈕；1-2_7、米煤機(jī)牽停按鈕；1-2_8、米煤機(jī)運(yùn)閉按鈕；1-2_9、米煤機(jī)右臂升降按鈕；1-2_10、米煤機(jī)破升按鈕；1-2_11、米煤機(jī)破降按鈕；1-2_12、米煤機(jī)先導(dǎo)按鈕；1_3、第一儀表屏模塊；1-4、第二儀表屏模塊；1_5、米煤機(jī)主要操作按鈕；1_5_1、米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕；
1-5-2、米煤機(jī)停止按鈕；1-5_3、米煤機(jī)急停按鈕；1-5_4、米煤機(jī)左尚合按鈕；1-5_5、米煤機(jī)右尚合按鈕；1-5_6、米煤機(jī)左隔尚按鈕；1-5_7、米煤機(jī)右隔尚按鈕；1-5_8、米煤機(jī)備用按鈕；
[0020]圖4、5中:支架工操作臺(tái)1、(I1、III):2_1、液壓支架端顯示屏I (第三視景屏幕)；2-2、液壓支架切換按鈕；2-3、液壓支架操縱桿；2-3-1、液壓支架立柱升降操作手柄；
2-3-2、液壓支架頂板調(diào)平操作手柄；2-3-3、液壓支架推溜操作手柄；2-3-4、液壓支架避幫操作手柄；2-3-5、液壓支架前側(cè)護(hù)操作手柄；2-3-6、液壓支架后側(cè)護(hù)操作手柄；2-3-7、液壓支架液壓開關(guān)操作手柄；2-3-8、備用操作手柄；
[0021]圖6中:刮板輸送機(jī)與輔助設(shè)備操作臺(tái):5_1刮板輸送機(jī)開啟按鈕；5_2刮板輸送機(jī)停止按鈕；5_3轉(zhuǎn)載機(jī)開啟按鈕；5-4轉(zhuǎn)載機(jī)停止按鈕；5-5皮帶機(jī)開啟按鈕；5-6皮帶機(jī)停止按鈕；5-7乳化液泵開啟按鈕；5-8乳化液泵停止按鈕；5-9工作面破碎機(jī)啟動(dòng)按鈕；5-10工作面破碎機(jī)停止按鈕；5-11設(shè)備視角切換按鈕；
[0022]具體實(shí)驗(yàn)操作演示需要六人，分別以采煤機(jī)左滾筒司機(jī)A、采煤機(jī)右滾筒司機(jī)B、支架工C、支架工D、支架工E、輔助工F表示。采煤機(jī)司機(jī)A控制采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)I左滾筒操作按鈕部分、采煤機(jī)司機(jī)B控制采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)I右滾筒操作按鈕部分、支架工C控制支架工操作臺(tái)2、支架工D控制支架工操作臺(tái)3、支架工E控制支架工操作臺(tái)4、輔助工F控制輔助設(shè)備操作臺(tái)5。
[0023]首先展示采煤準(zhǔn)備工作，具體操作如下:啟動(dòng)所有設(shè)備電源，由輔助工F逐次操縱按鈕，啟動(dòng)乳化液泵操作按鈕5-7、皮帶機(jī)操作按鈕5-5、轉(zhuǎn)載機(jī)操作按鈕5-3、刮板輸送機(jī)操作按鈕5-1和工作面破碎機(jī)按鈕5-9 ;并可以操作設(shè)備視角切換按鈕5-11 ;切換不同設(shè)備工作視角，觀察設(shè)備工作狀態(tài)，完成采煤準(zhǔn)備工作；
[0024]下一步由采煤機(jī)司機(jī)A、B啟動(dòng)采煤機(jī)，完成進(jìn)刀工作，并開始上行割煤工作，具體操作如下:米煤機(jī)司機(jī)A啟動(dòng)米煤機(jī)左離合按鈕1-5-4,米煤機(jī)右離合按鈕1-5-5,米煤機(jī)左隔尚按鈕1_5_6，米煤機(jī)右隔尚按鈕1-5-7,米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕1-5-1,米煤機(jī)左啟按鈕通過觀察第一視景屏模塊7，調(diào)整左滾筒達(dá)到指定位置；與此同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)B啟動(dòng)采煤機(jī)右臂升降按鈕1-3-9，采煤機(jī)右啟按鈕1-3-4，通過觀察第二視景屏模塊8，調(diào)整右滾筒抬起到頂板位置(一般采用前頂后底)；然后采煤機(jī)司機(jī)A、采煤機(jī)司機(jī)B分別啟動(dòng)采煤機(jī)左、右滾筒左啟按鈕1-1-4,右啟按鈕1-3-4,轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒,切割煤壁,并可利用鼠標(biāo)鍵盤控制視角大小，并通過第一視景屏模塊7，第二視景屏模塊8觀察采煤機(jī)滾筒運(yùn)行情況；同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)B可根據(jù)生產(chǎn)需要操作采煤機(jī)右行按鈕1-3-5，完成采煤機(jī)上行割煤過程。如果遇到緊急情況，采煤機(jī)司機(jī)A可操作采煤機(jī)急停按鈕1-5-3，緊急停止采煤機(jī)；
[0025]與此同時(shí)，支架工C、D、E根據(jù)采煤機(jī)運(yùn)行情況，操作支架護(hù)幫，具體操作如下:主要負(fù)責(zé)操作采煤機(jī)右滾筒之前的支架收幫工作，即在采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，操作液壓支架切換按鈕2-2選定正在運(yùn)行的采煤機(jī)前滾筒之前的支架，然后操作液壓支架避幫操作手柄2-3-4，依次收起前五架支架(指從右滾筒起沿煤機(jī)運(yùn)行方向)的護(hù)幫板，為采煤機(jī)割煤做準(zhǔn)備，本操作全過程可在第三視景屏模塊9顯示，供支架工C觀察支架工作狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整；同時(shí)，負(fù)責(zé)操作采煤機(jī)后滾筒之后的支架護(hù)幫工作，即在采煤機(jī)割煤之后，操作液壓支架切換按鈕3-2選定正在運(yùn)行的采煤機(jī)左滾筒之后的支架，然后操作液壓支架避幫操作手柄3-3-4，打開支架的護(hù)幫板，及時(shí)支護(hù)煤壁，防止片幫事故發(fā)生，本操作全過程可在第四視景屏模塊10顯示，供支架工D觀察支架工作狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整。
[0026]進(jìn)一步，在采煤機(jī)運(yùn)行過后，支架工C、D、E配合采用及時(shí)支護(hù)方式，有序進(jìn)行移架工作，本例僅以單架依次順序式為例，具體操作如下:采煤機(jī)過后，支架工C、D、E可以根據(jù)工作需要，輪流進(jìn)行移架工作，滿足生產(chǎn)需要，在此僅以支架工E為例，通過操作液壓支架切換按鈕4-2選定將要操作的支架，然后操作液壓支架立柱升降操作手柄4-3-1，降低支架高度，再操作液壓支架推溜操作手柄4-3-4，移動(dòng)支架一個(gè)截深距離，再操作液壓支架立柱升降操作手柄4-3-1,升起立柱,使該支架支撐頂板,再操作液壓支架前側(cè)護(hù)操作手柄4-3-5和液壓支架后側(cè)護(hù)操作手柄4-3-6，使該支架與鄰架配合完善，再操作液壓支架頂板調(diào)平操作手柄4-3-2，使該支架位置調(diào)整適當(dāng)，最后關(guān)閉液壓支架液壓開關(guān)操作手柄
4-3-7，完成本支架移動(dòng)過程，以上全部操作可以在第五視景屏模塊11顯示，供操作者支架工E觀察支架運(yùn)行情況，并及時(shí)調(diào)整；
[0027]進(jìn)一步，滯后采煤機(jī)15m左右，由支架工C、D、E共同操作完成推溜工作，具體操作如下:正常情況下，推溜工作由支架工C、D、E單獨(dú)輪流操作，本例以支架工C為例，首先操作液壓支架切換按鈕2-2選定滯后采煤機(jī)15m左右的一支架，然后操作液壓支架推溜操作手柄2-3-3，刮板輸送機(jī)將在該千斤頂?shù)淖饔孟拢蚯耙苿?dòng)將近一個(gè)截深距離，最后關(guān)閉液壓支架液壓開關(guān)操作手柄2-3-7，防止誤操。本操作全過程可在第三視景屏模塊9顯示，供支架工C觀察該刮板與鄰近刮板的位置關(guān)系，并及時(shí)調(diào)整；
[0028]進(jìn)一步，如遇到特殊情況，如底煤過多，單一推溜無法操作，可以讓支架工C、D、E同時(shí)操作相鄰三臺(tái)支架，即一次移動(dòng)三個(gè)刮板輸送機(jī)，操作過程與單個(gè)支架工類似，不再贅述。本操作全過程可在第三、四、五視景屏模塊9、10、11顯示，供支架工C、D、E觀察該刮板與鄰近刮板的位置關(guān)系，并及時(shí)調(diào)整；
[0029]進(jìn)一步，采煤機(jī)上行割煤至上端頭，由采煤機(jī)司機(jī)A、B調(diào)整滾筒位置，開始下行割煤，具體操作如下:采煤機(jī)司機(jī)A操作采煤機(jī)左臂升降按鈕1-1-9，抬起左滾筒搖臂，通過觀察第一視景屏模塊7，調(diào)整左滾筒達(dá)到頂板位置；與此同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)B操作采煤機(jī)右臂升降按鈕1-3-9，降低右滾筒搖臂，通過觀察第二視景屏模塊8，調(diào)整右滾筒到底板位置；并可利用鼠標(biāo)鍵盤控制視角大小，并通過第一視景屏模塊7，第二視景屏模塊8觀察采煤機(jī)滾筒運(yùn)行情況；同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)A可根據(jù)生產(chǎn)需要操作采煤機(jī)左行按鈕1-1-3，開始采煤機(jī)下行割煤過程。如果遇到緊急情況，采煤機(jī)司機(jī)A可操作采煤機(jī)急停按鈕1-5-3 ；
[0030]進(jìn)一步，下行割煤過程的進(jìn)刀方式操作，移架方式操作，支護(hù)方式操作，推溜操作與上行割煤相似，不再贅述；
[0031]進(jìn)一步，直到采煤機(jī)運(yùn)行到下端頭，停止采煤機(jī)，關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，本循環(huán)工作結(jié)束，具體操作如下:采煤機(jī)運(yùn)行到下端頭后，首先由采煤機(jī)司機(jī)A、B分別操作采煤機(jī)左啟按鈕1-1-4、右啟按鈕1-3-4，停止?jié)L筒運(yùn)轉(zhuǎn)，然后采煤機(jī)司機(jī)A操作采煤機(jī)左臂升降按鈕1-1-9，使左滾筒搖臂降低到底煤上，再依次關(guān)閉采煤機(jī)停止按鈕1-5-2、采煤機(jī)左隔離按鈕1_5_6，米煤機(jī)右隔尚按鈕1-5-7,米煤機(jī)左尚合按鈕1-5-4,米煤機(jī)右尚合按鈕1_5_5，以上操作可在第一視景屏模塊7，第二視景屏模塊8顯示；最后，由輔助工F逐次操縱按鈕關(guān)閉工作面破碎機(jī)停止按鈕5-10，乳化液泵停止按鈕5-8，刮板輸送機(jī)停止按鈕5-3，轉(zhuǎn)載機(jī)停止按鈕5-4和皮帶機(jī)停止按鈕5-6 ;并可以操作設(shè)備視角切換按鈕5-11 ;切換不同設(shè)備工作視角，觀察設(shè)備工作狀態(tài)，完成本循環(huán)采煤工作；
[0032]本發(fā)明的操作流程可根據(jù)不同礦井制定的采煤工藝具體實(shí)施，仿真的操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)了煤礦井下真實(shí)機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)主要功能，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)綜合機(jī)械化采煤工藝過程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的一些基本說明而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，其特征在于，通過多位學(xué)生協(xié)同操作真實(shí)設(shè)備的不同按鈕，并在各自的視景屏中顯示采煤設(shè)備的不同動(dòng)作和狀態(tài)，以虛實(shí)結(jié)合、多人協(xié)同操作方式在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序，如采煤機(jī)進(jìn)刀、割煤、裝煤、推移支架、移置刮板輸送機(jī)、放頂?shù)?，?shí)現(xiàn)整個(gè)綜合機(jī)械化采煤工藝過程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，其特征在于，該煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的結(jié)構(gòu)包括:采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)及其操作按鈕、三臺(tái)支架工操作臺(tái)及其操縱桿和操作按鈕、輔助設(shè)備操作臺(tái)及其控制按鈕、高清投影儀、采煤機(jī)狀態(tài)液晶顯示屏兩個(gè)、采煤機(jī)機(jī)身儀表顯示屏兩個(gè)、液壓支架狀態(tài)液晶顯示屏三個(gè)、輔助設(shè)備顯示屏、電路板、單片機(jī)、服務(wù)器，以及其他輔助設(shè)備；其中，所述采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)、三臺(tái)支架工操作臺(tái)、輔助設(shè)備操作臺(tái)均內(nèi)置單片機(jī)，通過通訊線路與服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)了多設(shè)備聯(lián)合、協(xié)同模擬操作；所有操作臺(tái)上均布置有相關(guān)設(shè)備的操作手柄、控制按鈕，所有操作手柄和控制按鈕均與其操作臺(tái)內(nèi)置單片機(jī)連接；采煤機(jī)操作臺(tái)上安裝有采煤機(jī)狀態(tài)模擬顯示屏，實(shí)時(shí)顯示采煤機(jī)運(yùn)行速度、截割速度、機(jī)身溫度等狀態(tài)參數(shù)；支架操作臺(tái)上安裝有支架狀態(tài)模擬顯示屏，實(shí)時(shí)顯示支架阻力、支撐高度等狀態(tài)參數(shù)；輔助設(shè)備操作臺(tái)上安裝有乳化液泵站、破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)等狀態(tài)參數(shù)顯示屏，實(shí)時(shí)顯示相關(guān)設(shè)備開停狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，其特征在于，該煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的采煤機(jī)司機(jī)操作臺(tái)，可以由兩位采煤機(jī)司機(jī)分別操作左、右滾筒的啟動(dòng)、升降、割煤，以及采煤機(jī)啟動(dòng)，行走等基本操作，也可通過配合展現(xiàn)不同的進(jìn)刀方式和割煤方式等，以上操作均可在采煤機(jī)操作臺(tái)的視景屏上同步顯示；三臺(tái)支架工操作臺(tái)可以由三位支架工分別操作，完成采煤機(jī)割煤前方的護(hù)幫板收起、割煤后方的護(hù)幫板放下、支架割煤后及時(shí)支護(hù)、推移刮板輸送機(jī)等，以上操作均可分別在三臺(tái)液壓支架操作臺(tái)的視景屏上同步顯示；輔助設(shè)備操作臺(tái)可以由一位工人代替操作，啟動(dòng)停止乳化液泵、啟動(dòng)停止皮帶機(jī)、啟動(dòng)停止轉(zhuǎn)載機(jī)、啟動(dòng)停止刮板輸送機(jī)和啟動(dòng)停止工作面破碎機(jī)，以上操作均可在輔助設(shè)備操作臺(tái)的視景屏上同步顯示；通過六人的共同操作，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤工藝的全過程，并可在投影儀上同步整體顯示。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的煤礦采煤工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，其特征在于，所述教學(xué)儀的使用方法如下: 首先展示采煤準(zhǔn)備工作，具體操作如下:啟動(dòng)所有設(shè)備電源，由輔助工F逐次操縱按鈕，啟動(dòng)乳化液泵操作按鈕5-7、皮帶機(jī)操作按鈕5-5、轉(zhuǎn)載機(jī)操作按鈕5-3、刮板輸送機(jī)操作按鈕5-1和工作面破碎機(jī)按鈕5-9 ;并可以操作設(shè)備視角切換按鈕5-11 ;切換不同設(shè)備工作視角，觀察設(shè)備工作狀態(tài)，完成采煤準(zhǔn)備工作； 下一步由采煤機(jī)司機(jī)A、B啟動(dòng)采煤機(jī)，完成進(jìn)刀工作，并開始上行割煤工作，具體操作如下:米煤機(jī)司機(jī)A啟動(dòng)米煤機(jī)左離合按鈕1-5-4,米煤機(jī)右離合按鈕1-5-5,米煤機(jī)左隔尚按鈕1_5_6，米煤機(jī)右隔尚按鈕1-5-7,米煤機(jī)啟動(dòng)按鈕1-5-1,米煤機(jī)左啟按鈕通過觀察第一視景屏模塊7，調(diào)整左滾筒達(dá)到指定位置；與此同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)B啟動(dòng)采煤機(jī)右臂升降按鈕1-3-9，采煤機(jī)右啟按鈕1-3-4，通過觀察第二視景屏模塊8，調(diào)整右滾筒抬起到頂板位置(一般采用前頂后底)；然后采煤機(jī)司機(jī)A、采煤機(jī)司機(jī)B分別啟動(dòng)采煤機(jī)左、右滾筒左啟按鈕1-1-4,右啟按鈕1-3-4,轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒,切割煤壁,并可利用鼠標(biāo)鍵盤控制視角大小，并通過第一視景屏模塊7，第二視景屏模塊8觀察采煤機(jī)滾筒運(yùn)行情況；同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)B可根據(jù)生產(chǎn)需要操作采煤機(jī)右行按鈕1-3-5，完成采煤機(jī)上行割煤過程；如果遇到緊急情況，采煤機(jī)司機(jī)A可操作采煤機(jī)急停按鈕1-5-3，緊急停止采煤機(jī)； 與此同時(shí)，支架工C、D、E根據(jù)采煤機(jī)運(yùn)行情況，操作支架護(hù)幫，具體操作如下:主要負(fù)責(zé)操作采煤機(jī)右滾筒之前的支架收幫工作，即在采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，操作液壓支架切換按鈕2-2選定正在運(yùn)行的采煤機(jī)前滾筒之前的支架，然后操作液壓支架避幫操作手柄2-3-4,依次收起前五架支架(指從右滾筒起沿煤機(jī)運(yùn)行方向)的護(hù)幫板，為采煤機(jī)割煤做準(zhǔn)備，本操作全過程可在第三視景屏模塊9顯示，供支架工C觀察支架工作狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整；同時(shí)，負(fù)責(zé)操作采煤機(jī)后滾筒之后的支架護(hù)幫工作，即在采煤機(jī)割煤之后，操作液壓支架切換按鈕3-2選定正在運(yùn)行的采煤機(jī)左滾筒之后的支架，然后操作液壓支架避幫操作手柄3-3-4，打開支架的護(hù)幫板，及時(shí)支護(hù)煤壁，防止片幫事故發(fā)生，本操作全過程可在第四視景屏模塊10顯示，供支架工D觀察支架工作狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整； 進(jìn)一步，在采煤機(jī)運(yùn)行過后，支架工C、D、E配合采用及時(shí)支護(hù)方式，有序進(jìn)行移架工作，本例僅以單架依次順序式為例，具體操作如下:采煤機(jī)過后，支架工C、D、E可以根據(jù)工作需要，輪流進(jìn)行移架工作，滿足生產(chǎn)需要，在此僅以支架工E為例，通過操作液壓支架切換按鈕4-2選定將要操作的支架，然后操作液壓支架立柱升降操作手柄4-3-1，降低支架高度，再操作液壓支架推溜操作手柄4-3-4，移動(dòng)支架一個(gè)截深距離，再操作液壓支架立柱升降操作手柄4-3-1,升起立柱,使該支架支撐頂板,再操作液壓支架前側(cè)護(hù)操作手柄4-3-5和液壓支架后側(cè)護(hù)操作手柄4-3-6，使該支架與鄰架配合完善，再操作液壓支架頂板調(diào)平操作手柄4-3-2，使該支架位置調(diào)整適當(dāng)，最后關(guān)閉液壓支架液壓開關(guān)操作手柄4-3-7，完成本支架移動(dòng)過程，以上全部操作可以在第五視景屏模塊11顯示，供操作者支架工E觀察支架運(yùn)行情況，并及時(shí)調(diào)整； 進(jìn)一步，滯后采煤機(jī)15m左右，由支架工C、D、E共同操作完成推溜工作，具體操作如下:正常情況下，推溜工作由支架工C、D、E單獨(dú)輪流操作，本例以支架工C為例，首先操作液壓支架切換按鈕2-2選定滯后采煤機(jī)15m左右的一支架，然后操作液壓支架推溜操作手柄2-3-3，刮板輸送機(jī)將在該千斤頂?shù)淖饔孟?，向前移?dòng)將近一個(gè)截深距離，最后關(guān)閉液壓支架液壓開關(guān)操作手柄2-3-7，防止誤操；本操作全過程可在第三視景屏模塊9顯示，供支架工C觀察該刮板與鄰近刮板的位置關(guān)系，并及時(shí)調(diào)整； 進(jìn)一步，如遇到特殊情況，如底煤過多，單一推溜無法操作，可以讓支架工C、D、E同時(shí)操作相鄰三臺(tái)支架，即一次移動(dòng)三個(gè)刮板輸送機(jī)，操作過程與單個(gè)支架工類似，不再贅述；本操作全過程可在第三、四、五視景屏模塊9、10、11顯示，供支架工C、D、E觀察該刮板與鄰近刮板的位置關(guān)系，并及時(shí)調(diào)整； 進(jìn)一步，采煤機(jī)上行割煤至上端頭，由采煤機(jī)司機(jī)A、B調(diào)整滾筒位置，開始下行割煤，具體操作如下:采煤機(jī)司機(jī)A操作采煤機(jī)左臂升降按鈕1-1-9，抬起左滾筒搖臂，通過觀察第一視景屏模塊7，調(diào)整左滾筒達(dá)到頂板位置；與此同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)B操作采煤機(jī)右臂升降按鈕1-3-9，降低右滾筒搖臂，通過觀察第二視景屏模塊8，調(diào)整右滾筒到底板位置；并可利用鼠標(biāo)鍵盤控制視角大小，并通過第一視景屏模塊7，第二視景屏模塊8觀察采煤機(jī)滾筒運(yùn)行情況；同時(shí)采煤機(jī)司機(jī)A可根據(jù)生產(chǎn)需要操作采煤機(jī)左行按鈕1-1-3，開始采煤機(jī)下行割煤過程；如果遇到緊急情況，采煤機(jī)司機(jī)A可操作采煤機(jī)急停按鈕1-5-3 ； 進(jìn)一步，下行割煤過程的進(jìn)刀方式操作，移架方式操作，支護(hù)方式操作，推溜操作與上行割煤相似，不再贅述； 進(jìn)一步，直到采煤機(jī)運(yùn)行到下端頭，停止采煤機(jī)，關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，本循環(huán)工作結(jié)束，具體操作如下:采煤機(jī)運(yùn)行到下端頭后，首先由采煤機(jī)司機(jī)A、B分別操作采煤機(jī)左啟按鈕1-1-4、右啟按鈕1-3-4，停止?jié)L筒運(yùn)轉(zhuǎn)，然后采煤機(jī)司機(jī)A操作采煤機(jī)左臂升降按鈕1-1-9，使左滾筒搖臂降低到底煤上，再依次關(guān)閉采煤機(jī)停止按鈕1-5-2、采煤機(jī)左隔離按鈕1_5_6，米煤機(jī)右隔尚按鈕1-5-7,米煤機(jī)左尚合按鈕1-5-4,米煤機(jī)右尚合按鈕1_5_5，以上操作可在第一視景屏模塊7，第二視景屏模塊8顯示；最后，由輔助工F逐次操縱按鈕關(guān)閉工作面破碎機(jī)停止按鈕5-10，乳化液泵停止按鈕5-8，刮板輸送機(jī)停止按鈕5-3，轉(zhuǎn)載機(jī)停止按鈕5-4和皮帶機(jī)停止按鈕5-6 ;并可以操作設(shè)備視角切換按鈕5-11 ;切換不同設(shè)備工作視角，觀察設(shè)備工作狀態(tài)，完成本循環(huán)采煤工作。
【文檔編號(hào)】G09B9/00GK104134377SQ201410334761
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】熊祖強(qiáng), 袁策, 歐陽凱, 韓亞峰 申請人:河南理工大學(xué)