专利名称：矿车计数显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型矿车计数显示器属于矿车运输车辆计数显示仪器。
现有技术中井下矿车运输车辆无有计数显示仪器，全靠人眼观察车辆计数，易出现偏差造成车辆事故，费功费时不准确，用工多，效率低，不益于运输车辆流畅，调度人员难以掌握井下车辆出入情况，造成井下矿车不能合理利用。
本实用新型矿车计数显示器的目的，是克服上述缺陷而设计一种矿车计数显示器，它使矿车轨道运输系统对矿车管理的自动化，采取有效的检测手段，实现自动而准确地统计和累计进出矿车的数量，使调度人员及时准确地掌握进出矿车的现场情况，提高矿车调度计划的准确性和合理性，提高矿车的车辆周转率，增加经济效益，降低成本，充分发挥矿车运输的作用，实现矿车车辆进出数量自动计数显示的目的。
本实用新型矿车计数显示器采取以下技术方案来实现的，它采用CMOS电路和分立元件组成信号检出电路、方向判别电路、信号整形电路、列数统计电路、过轴判断电路、过轴统计电路和车头检出电路与矿车累计电路，采用LED发光二极管和LED数码显示器构成运行方向和矿车计数的显示电路，显示器连接接近开关式轨道计轴传感器。当矿车车轮的轮沿通过检测点的传感器时，将矿车过轴脉冲以模拟量的形式，传送给显示器，按照矿车到达传感器的先后次序，判别其运行方向，统计进出列车的次数，按照过轴脉冲的数量统计和累计通过矿车的个数。传感器装置于轨道的内侧，显示器与传感器由三芯屏蔽电缆连接，其中二芯为传感器提供DC12V正负电源，另一芯为信号线。
本实用新型矿车计数显示器，当列车的第一个车轮通过传感的感应窗口时，过轴脉冲IN2使V2导通，经IC2整形后触发IC1翻转，IC2的6脚由0变1，起动过轴判断和过轴统计电路工作，同时由IC3和IC4构成的方向判别电路的其中一个被触发，另一个被封锁，V4或V5饱和导通，LED2或LED3亮，指示列车的运行方向，相应的列数统计电路计数一次，LED5或LED7加1。此后每过一个车轮IC1翻转一次，为过轴统计电路提供过轴计数脉冲，由于IC20等计数电路是上升沿触发，过轴两次数码管加1，因此LED8显示的是实际通过矿车的个数，包含车头的车轮个数。当过轴两次后，车头检出电路IC5被封锁，IC6的2脚输出高电平，允许过轴脉冲送入矿车累计电路去累加计数，因此LED4或LED6累计显示的是实际通过检测点的矿车个数，不含车头的车轮个数。当列车的最后一个车轮通过检测点后，IC9的15脚为低电平，定时电路进入LED8的显示定时状态，当IC9的11脚为高电平时，LED8被清零并消隐。同时过轴判断和方向判别与车头检出等电路复位，LED2或LED3灭，准备检测并显示下一列车的通过。如上所述当再有一列车通过检测点时，LED8重新被起动并显示该列车所拉矿车的个数，LED5或LED7在原显示数字的基础上加1，LED4或LED6在原显示数字的基础上再次累加该列车所拉矿车的个数。电路中OUT1和OUTM为可编程序控制器或微机按列车运行速度输出过轴脉冲的开关量或数字量信号。OUT2和OUT3输出列车运行方向的开关量信号。K1为电路工作状态校正按钮，当初次投入或有单脉冲误发信号时，校正电路的工作状态，LED1亮表示正常。K2为禁止累加计数按钮，当所通过的列车不需要记入累计矿车数量时，如人车和综机设备车等，在列车通过前将此按钮按下，此时显示器的矿车累计电路被禁止计数。K3为列数统计和矿车累计电路的复位清零按钮。
本实用新型矿车计数显示器的效果是结构简单，操作方便，计数准确，性能可靠，体积小，成本低，安装使用方便灵活。即能显示出列车的运行方向又能显示进出列车的次数，还具有对正在通过列车的过轴数量统计和所拉矿车个数的数字显示功能，并且具有自动取消无效的车头数，实现矿车运输环节的自动计量和显示，使调度人员能及时准确地掌握进出矿车的现场情况，提高矿车的车辆周转率和利用率，广泛用于矿车运输系统的自动计数显示。
本实用新型矿车计数显示器将结合附图作进一步详细描述。
图1是本实用新型矿车计数显示器采样传感器的安装结构示意图。
图2是本实用新型矿车计数显示器的电路图。
参照图1、2，本实用新型矿车计数显示器与传感器6用三芯屏蔽电缆8连接，其中两芯连接DC12V正负电源VC和VS，DC12V正负电源由外部稳压电源供给，另一芯为信号线连接IN1或IN2。传感器6成对装置于轨道5的内侧，两传感器相距400毫米，轨道5用道钉固定在轨枕7上，传感器6用螺栓固定在轨道5的内侧，矿车1的底部设有车轮3和轮轴2，矿车1的车轮3通过牵引车头的驱动在轨道5的上平面滚动，车轮3的轮沿4通过传感器6的感应窗口时，传感器6将矿车1的过轴脉冲以模拟量的形式通过IN1或IN2传送给本显示器，每过一个车轮3IN1或IN2由0变1一次，向本显示器传送一个过轴脉冲，本显示器按照矿车1到达两个传感器6的先后次序，判别其运行方向，统计进出列车的次数，按照过轴脉冲的数量统计和累计通过矿车1的个数。
本实用新型矿车计数显示器的信号检出电路由R1R3V1和R2R4V2构成，当车轮3通过传感器6的感应窗口时，IN1或IN2由0变1，V1或V2导通，其集电极电位由1变0，检出一个过轴脉冲，随车轮3通过传感器6的次数，在V2的集电极上反映出相应个数的过轴脉冲。本显示器的方向判别电路由IC3W1R12C1C2和IC4W2R13C3C4组成的两个可控定时器以及IC2的两个反相器构成，IC3IC4为555时基电路，IC2为六反相缓冲变换器CD4049，IC3IC4的触发端2脚分别与V1V2的集电极相连，当2脚由1变0时，相应的可控定时器被触发，555电路的输出端3脚由0变1，可控定时器进入定时状态，其定时时间通过W1或W2调节，IC3IC4的置位端4脚引出接与IC2的两个反相器的输出端2脚和4脚，使两个可控定时器构成互锁回路，当IC3首先被触发时IC4被置位并封锁，反之亦然，由此来判定列车的运行方向。列车运行方向显示电路由R11V5LED3和R10V4LED2构成，当IC3首先被触发时IC3的3脚由0变1，V5饱和导通，发光二极管LED3亮，指示列车的运行方向，此时由于IC4被封锁，其3脚被置位为低电平，所以LED2不会亮，同理当IC4首先被触发时，LED2亮LED3不会亮。列数统计电路由IC15LED5和IC19LED7构成，IC15IC19为十进制计数七段译码器CD4033，LED5LED7为一位LED数码显示器，IC15IC19的CP端1脚分别与IC3IC4的3脚相连，当IC3首先被触发时其3脚由0变1，为IC15的CP端提供一个计数脉冲，LED5在原显示数字的基础上加1，累计显示通过列车的次数，此时IC4被封锁其3脚被置位为低电平，所以LED7不计数保持原显示数字，同理当IC4首先被触发时LED7加1而LED5不计数。
本实用新型矿车计数显示器的过轴脉冲信号取自V2的集电极，信号整形电路由IC2的二个反相器和IC1构成，IC1为双D触发器CD4013，用它的1/2连接成T型触发器，IC2的14脚与K1相连，K1为电路工作状态校正按钮，当初次投入或有单脉冲误发信号时，用它来校正电路的工作状态，LED1发光二极管亮表示正常，当有过轴脉冲时LED1随脉冲频率闪亮，表示有列车正在通过。IC2的14脚同时与V2的集电极相连引入过轴脉冲信号，经IC2反相后输出端15脚与IC1的触发端相连，再经IC1整形后由1脚输出，经IC1整形后的过轴脉冲信号送入IC2的另一个反相器7脚进6脚出反相，如此整形后的信号做为过轴计数脉冲分别提供给过轴统计电路、过轴判断电路和车头检出电路。过轴统计电路由IC20IC21和LED8构成，IC20IC21为十进制计数七段译码器CD4033，IC20IC21级连构成二位十进制计数器驱动LED8双位LED数码显示器，统计并显示通过列车所拉矿车的个数，由于IC20的CP端1脚直接与IC2的6脚相连，过轴计数脉冲直接提供给二位十进制计数器，因此LED8显示的数字中含有车头。过轴判断电路由W3R14C5IC6IC7IC8R15W4C7和IC9构成，IC6为555时基电路，IC7为四二输入端与非门电路CD4011，IC8为六反相器CD4069，IC9为十进制计数电路CD4017，其中W3R14C5C6和IC6构成可控定时器，其定时时间通过W3调节，IC6的触发端2脚与IC2的6脚相连，当第一个过轴计数脉冲到来时IC6被触发，其3脚由0变1进入定时状态，同时通过C8使IC5IC20IC21初始化，由R15W4C7和IC8的两个反相器构成超低频振荡器，其振荡脉冲通过IC7的一个与非门为IC9提供计时脉冲，IC8的8脚与IC7的9脚相连，IC7的10脚与IC9的CP端14脚相连，IC7的另一个与非门为IC9提供清零脉冲，清零脉冲直接取过轴计数脉冲，IC7的13脚与IC2的6脚相连，IC7的11脚与IC9的清零端15脚相连，IC7这两个与非门的另一个输入端8脚和12脚均与IC6的3脚相连，因此IC9的计时脉冲和清零脉冲同时受IC63脚电位的控制，当无过轴脉冲信号时IC6的3脚保持为低电平，IC9的计时脉冲被IC7的与非门禁止，IC9不工作，当有过轴脉冲信号时，IC6被触发其3脚变为高电平，此时IC7的两个与非门即允许IC9的计时脉冲通过也允许清零脉冲通过，由于列车正在通过传感器6，其过轴计数脉冲不断地到来，IC9也不断地被清零，因此IC9不能连续计数故无法进入计时状态，当列车的最后一个车轮3通过传感器6后，过轴统计电路以及矿车累计电路计数完毕，过轴计数脉冲消失，IC9的清零脉冲也随之消失，其15脚为低电平允许IC9连续计数，此时只有计时脉冲进入IC9的CP端，IC9进入LED8的显示计时状态，其显示时间可调节W4用改变超低频振荡器振荡频率的方式来设定，当第十个计时脉冲到来时，IC9的11脚由0变1，IC20IC21被清零并消隐，LED8灭等待下一列车的通过。本矿车计数显示器设有自动复位电路，由IC8的两个反相器和IC10构成，IC10为四双向模拟开关电路CD4066，当IC9的11脚变为高电平时通过IC10的两个模拟开关强制IC3IC4的6脚变为高电平，使其复位LED2或LED3灭，同时IC6的4脚被IC8的一个反相器置位使其3脚由1变0，显示器各单元电路恢复初始状态，准备检测下一列车的通过。
本实用新型矿车计数显示器的车头检出电路由IC5IC7的两个与非门和IC8的一个反相器构成，IC5为十进制计数七段译码器CD4033，IC5的CP端1脚与IC2的6脚相连，当过轴两次车头通过后，IC5的10和12脚同时为高电平，IC7的一个与非门的输出端4脚为低电平，IC8的一个反相器的输出端2脚变为高电平，它一方面封锁IC5使其禁止计数，以保持10和12脚的高电平状态，确保IC8的2脚输出高电平，另一方面使IC7的另一个与非门为矿车累计电路打开通路，保持IC7的1脚为高电平，IC7的2脚直接与IC1的1脚相连，经IC1整形后的过轴计数脉冲通过IC7的3脚输出送入矿车累计电路。IC7的1脚与K2相连，K2为禁止累加计数按钮，当所通过的列车不需要记入累计矿车数量时如人车和综机设备车等，在列车通过前将此按钮按下K2断开，IC7的1脚通过R18接地使1脚变为低电平，关闭过轴计数脉冲的通路，使矿车累计电路不能计数。矿车累计电路由IC12IC13IC14LED4和IC16IC17IC18LED6构成，IC12-14IC16-18为十进制计数七段译码器CD4033，LED4LED6为三位LED数码显示器，IC12-14和IC16-18分别级连为两个三位十进制计数器分别驱动LED4和LED6，累计并显示进出矿车的个数，由于过轴两次车头通过后，车头检出电路才允许过轴计数脉冲送入两个三位十进制计数器去计数，因此LED4和LED6显示的是实际通过矿车的个数不含车头，IC7的3脚分别和IC12IC16的CP端1脚相连，由IC7的3脚送出的过轴计数脉冲同时送入两个三位十进制计数器，具体计入哪一个计数器内受IC12和IC16的禁止计数端2脚的控制，IC12的2脚与V4的集电极相连，IC16的2脚与V5的集电极相连，如前述经方向判别电路判定列车的运行方向后，V4或V5饱和导通，当V4导通时其集电极为低电位，允许由IC12-14构成的三位十进制计数器计数，LED4累计并显示所通过矿车的个数，此时V5截止，其集电极为高电位，由IC16-18构成的三位十进制计数器被禁止计数，LED6保持原显示数字，反之当V5导通时LED6累计并显示所通过矿车的个数，LED4保持原显示数字。+进制计数七段译码器CD4033是上升沿触发，本显示器中由它级连构成的两位和三位十进制计数器只能过轴两次数码管加1，一个矿车1或车头由两个轮轴2四个车轮3支撑，因此LED4LED6和LED8显示的是实际通过矿车的个数。本显示器中由CD4033构成的一位和三位十进制计数器的清零端15脚均与K3相连，正常工作时K3打开通过R19接地15脚为低电位，LED4-7保持数字显示，当需要清零如交接班时，按一下K3给15脚一个高电位脉冲使之清零。本显示器中IC11为由三个光电耦合器组成的集成电路P521-3，它是为本显示器与微机或可编程序控制器联网时配置的接口电路，当需要数字量输出时，短接片连通OUTM，经整形后的过轴计数脉冲经IC2的一个反相器由10脚输出数字信号，当需要开关量输出时，短接片连通V3的基极由OUT1输出开关量信号，OUT2和OUT3分别输出列车运行方向的开关量信号，OUTN为输出信号公用线。
权利要求1.一种矿车计数显示器它是传感器(6)的接收和显示仪器，其特征是传感器(6)成对装置于轨道(5)的内侧，轨道(5)用道钉固定在轨枕(7)上，传感器(6)用螺栓固定在轨道(5)的内侧，矿车(1)的底部设置轮轴(2)和车轮(3)，矿车(1)的车轮(3)通过牵引车头的驱动在轨道(5)的上平面滚动，车轮(3)的轮沿(4)通过传感器(6)的感应窗口时，传感器(6)将矿车(1)的过轴脉冲通过三芯屏蔽电缆(8)以模拟量的形式传送给本显示器，显示器与传感器(6)通过三芯屏蔽电缆(8)连接为一体，其中两芯连接DC12V正负电源VC和VS，另一芯连接信号线IN1或IN2，传感器(6)将矿车(1)的过轴脉冲经信号线IN1或IN2传送给显示器的信号检出电路，信号检出电路将检出的过轴脉冲信号一方面送入方向判别电路，鉴别列车的运行方向后送入列数统计电路，统计进出列车的次数，送入方向显示电路显示列车的运行方向，另一方面送入信号整形电路，经整形后的过轴脉冲信号做为过轴计数脉冲分别送入过轴统计电路统计并显示通过列车所拉矿车的个数，送入过轴判断电路限定过轴统计电路中LED8的显示时间，送入车头检出电路鉴别车头的通过，送入矿车累计电路累计并显示实际进出矿车的个数。
2.按照权利要求1所述的矿车计数显示器其特征是由发光二极管显示列车的运行方向，由一位LED数码显示器显示进出列车的次数，由二位LED数码显示器显示正在通过列车所拉矿车的个数，由三位LED数码显示器显示进出矿车的累数。
3.按照权利要求1所述的矿车计数显示器其特征是配置了显示器与微机或可编程序控制器连网时的接口电路。
专利摘要本实用新型矿车计数显示器属于矿车运输车辆计数显示仪器,它做为传感器的接收和显示装置通过信号检出、方向判别、信号整形、列数统计、过轴判断、过轴统计、车头检出和矿车累计等单元电路实现列车运行方向的自动识别和通过矿车台数的自动计量考核,本实用新型结构简单、操作方便、计数准确、体积小、成本低、安装使用方便。
文档编号H03K3/00GK2288550SQ9720580
公开日1998年8月19日 申请日期1997年1月9日 优先权日1997年1月9日
发明者张建军 申请人:张建军