本發(fā)明涉及采礦教學智能設備相關技術領域，具體為一種采礦實驗教學裝置。

背景技術：

目前，我國是能源需求大國，經濟發(fā)展需要大量的煤炭等能源作為動力之源，因此，各大高校及研究所都設置有采礦專業(yè)，然而，采礦教學無法在開采現場講解，這需要設計一個簡易系統(tǒng)來模擬采礦現場情況，并且需要借助智能化和自動化，來便于學生理解。

本發(fā)明設計了一種智能化采礦模擬裝置，形象地表示出了井下通風系統(tǒng)、運煤系統(tǒng)、運料系統(tǒng)及采煤區(qū)主要區(qū)段的位置及其形式，并采用不同色彩的單行道流水燈帶來模擬三大系統(tǒng)的工作方式及各區(qū)段工作狀態(tài)；另外，通過電動調節(jié)展板仰角，來形象地模擬礦井下的緩傾斜煤層和急傾斜煤層；此外，各模擬系統(tǒng)及各模擬采區(qū)工作面工作的同時，語音播報器可詳細講解燈帶中流水亮燈位置的采礦工作方式及其特點。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種采礦實驗教學裝置，用不同色彩的單行道流水燈帶來模擬三大系統(tǒng)的工作方式及各區(qū)段工作狀態(tài)，通過電動調節(jié)展板仰角，來形象地模擬礦井下的緩傾斜煤層和急傾斜煤層，并可詳細講解燈帶中流水亮燈位置的采礦工作方式及其特點。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種采礦實驗教學裝置，包括裝置主體，所述裝置主體包括展臺、控制柜、箱體和萬行輪；所述展臺上表面設置有展板，所述展板上設置有回風大巷、運輸上山線、車場、軌道上山線、采空區(qū)、區(qū)段運輸巷、區(qū)段回風巷和運輸大巷，所述燈帶與stm32控制器電性相連；所述控制柜內設置有stm32控制器，所述stm32控制器內部設置有電機運行程序和三基色疊加程序，所述控制柜表面設置有人機操控屏、系統(tǒng)總開關和語音播報器；所述箱體內部設置有支撐桿，所述箱體底部設置有四只萬行輪。

優(yōu)選的，所述回風大巷、運輸上山線、軌道上山線、區(qū)段運輸巷、區(qū)段回風巷和運輸大巷皆采用單行道流水的燈帶作為模擬線路。

優(yōu)選的，所述燈帶采用以單像素三基色來實現不同色彩顯示的ws2812型彩燈。

優(yōu)選的，所述控制柜安裝于箱體內部正面；所述人機操控屏、系統(tǒng)總開關和語音播報器皆鑲嵌于箱體正面；所述人機操控屏、系統(tǒng)總開關和語音播報器皆與stm32控制器電性相連；所述語音播報器的播放內容與燈帶中流水燈的顯示位置相匹配。

優(yōu)選的，所述支撐桿頂部與展臺下表面固定相連，所述支撐桿正中間位置設置有鉸鏈，所述鉸鏈一端與調角桿滑動相連，所述調角桿與調角電機相連，所述調角電機通過驅動電路與stm32控制器電性相連。

優(yōu)選的，所述驅動電路采用基于mosfet開關管的三相全橋驅動電路；所述調角電機采用1000w小型無刷直流電機。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的箱體應用了pvc板材料，這種材料重量輕，防水防潮，抗酸堿，價格便宜，易于加工，綠色環(huán)保。底座安裝了萬向輪，它的結構允許360度隨意旋轉，隨意的前進，后退，增加了此物理模型的靈活性。采煤過程中的主要三大運輸系統(tǒng)通過stm32控制器進行編程控制，巧妙的用單行道燈帶展示了多個復雜的系統(tǒng)，燈帶所選擇的的型號為ws2812，此燈帶的控制方式為單線歸零碼外控，每個像素點的三基色顏色可實現256級亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示。在展示各大系統(tǒng)及各段區(qū)域時，我們還配上了相應的語音播報系統(tǒng)。展板共做了三層，最底層的木板通過雕刻機，完整的將采煤中的各條巷道及車場等各區(qū)域凸顯出來。中間一層采用了pvc透明塑料板。最頂層用的黑色不透明的亞克力板，比較真實的還原了采煤過程中的各段工作情況。本發(fā)明在實際運用中，能夠用不同色彩的單行道流水燈帶來模擬三大系統(tǒng)的工作方式及各區(qū)段工作狀態(tài)，且可通過電動調節(jié)展板仰角，來形象地模擬礦井下的緩傾斜煤層和急傾斜煤層，并可詳細講解燈帶中流水亮燈位置的采礦工作方式及其特點，適合推廣運用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置主體結構簡圖；

圖2為本發(fā)明展臺結構簡圖；

圖3為本發(fā)明電氣原理框圖；

圖中：1-展臺；2-回風大巷；3-運輸上山線；4-車場；5-軌道上山線；6-采空區(qū)；7-區(qū)段運輸巷；8-區(qū)段回風巷；9-運輸大巷；10-展板；11-支撐桿；12-調角桿；13-調角電機；14-控制柜；15-人機操控屏；16-系統(tǒng)總開關；17-鉸鏈；18-燈帶；19-萬行輪；20-語音播報器；21-箱體；22-裝置主體；23-stm32控制器；24-驅動電路。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術方案：一種采礦實驗教學裝置，包括裝置主體22，所述裝置主體22包括展臺1、控制柜14、箱體21和萬行輪19；所述展臺1上表面設置有展板10，所述展板10上設置有回風大巷2、運輸上山線3、車場4、軌道上山線5、采空區(qū)6、區(qū)段運輸巷7、區(qū)段回風巷8和運輸大巷9，所述燈帶18與stm32控制器23電性相連；所述控制柜14內設置有stm32控制器23，所述stm32控制器23內部設置有電機運行程序和三基色疊加程序，所述控制柜14表面設置有人機操控屏15、系統(tǒng)總開關16和語音播報器20；所述箱體21內部設置有支撐桿11，所述箱體21底部設置有四只萬行輪19。

其中，所述回風大巷2、運輸上山線3、軌道上山線5、區(qū)段運輸巷7、區(qū)段回風巷8和運輸大巷9皆采用單行道流水的燈帶18作為模擬線路。

其中，所述燈帶18采用以單像素三基色來實現不同色彩顯示的ws2812型彩燈。

其中，所述控制柜14安裝于箱體21內部正面；所述人機操控屏15、系統(tǒng)總開關16和語音播報器20皆鑲嵌于箱體21正面；所述人機操控屏15、系統(tǒng)總開關16和語音播報器20皆與stm32控制器23電性相連；所述語音播報器20的播放內容與燈帶18中流水燈的顯示位置相匹配。

其中，所述支撐桿11頂部與展臺1下表面固定相連，所述支撐桿11正中間位置設置有鉸鏈17，所述鉸鏈17一端與調角桿12滑動相連，所述調角桿12與調角電機13相連，所述調角電機13通過驅動電路24與stm32控制器23電性相連。

其中，所述驅動電路24采用基于mosfet開關管的三相全橋驅動電路；所述調角電機13采用1000w小型無刷直流電機。

工作原理：在教學現場，首先將本裝置放置在教學合適位置，調節(jié)好角度，使展板10正對學生；然后，給系統(tǒng)上電，并打開系統(tǒng)總開關16，當需要講解緩傾斜煤層時，通過人機操控屏15來調節(jié)調角電機13，使展板10傾斜角變小，當需要講解急傾斜煤層時，通過人機操控屏15來調節(jié)調角電機13，使展板10傾斜角變大；講解時，語音播報器20的播放內容與燈帶18中流水燈的顯示位置相匹配，對所顯示的位置，有順序地進行講解。

盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。