漏电拒动作现象，因此必须设定供电线路上的开关数量，才能正确检测供电线路的漏电电阻，另外，零序电流（零序电压）信号设置值不同，总开关不能与其分开关兼容；（2）一个支路上分开关电脑综合保护器性能、工作原理必须一致，否则不能兼容；（3）1台变压器只能安装1个总开关，否则会出现电压叠加现象,漏电保护会拒动作。笔者对平煤股份四矿使用的馈电开关漏电保护附加直流电源电压等级、接地极性进行了统计，并对其兼容性进行了试验，结果如表1所示。表1馈电开关漏电保护附加直流电源电压等级、接地极性统计表根据统计结果，把平煤股份四矿所有馈电开关都改为负极接地，据试验，附加直流电源DC24V与DC36V的馈电开关配合,附加直流电源DC36V与DC48V的馈电开关配合，漏电保护动作值及动作时间能够达到国家标准，可以配合使用，附加直流电源DC24V与DC48V的馈电开关不能配合使用。5建议在此，笔者建议尽量选用同一生产厂家、工作原理、性能比较一致的馈电开关配合使用，以确保供电可靠性。另外，笔者对馈电生产厂家提两条建议:（1）馈电开关生产厂家制定统一标准，如附加直流电压等级、接地极性等，考虑设备兼容问题，以保证供电系统的安全性、可靠性；（2）漏电保护设为分开关时，要使附加直流电源彻底断开，有些馈电开关只断开了本身保护器接点，并没有断开附加直流电源，对其自身没有影响,但不能可靠地与其它馈电开关兼容。参考文献：［1］徐国强.基于仿真模型的矿井附加直流电源漏电保护研究［J］.山西焦煤科技，2008（11）：1－3.［2］胡天禄.矿井电网的漏电保护［M］.北京：煤炭工业出版社，1987.［3］赵德超，刘志宏，杨群才.智能化馈电开关漏电保护的兼容应用［J］.煤矿机电，2010（1）：108－109.［4］何宏.电磁兼容与电磁干扰［M］.北京：国防工业出版社，2007.［5］杜伟石.我国煤矿井下供电的现状与发展［J］.煤矿机电，1997（6）：2－5.［6］景海云，蒋希雁.对矿用真空馈电开关漏电保护上级漏电测试的探讨［J］.煤矿机电，2006（3）：45－47.作者简介：程宏图（1972-），河南商丘人，工程师，高级技师，主要从事综采电气研究，电子信箱：nieguannan@163.com.责任编辑：郑万才收稿日期：2014－05－16型号KBZ-500/1140(660)ZKBZ-500/1140(660)KBZ-630/1140(660)AKBZ-400/1140(660)AKBZ21-630/1140KBZ-630/1140(660)WKBZ-630/1140(660)BXB-800/1140(660)Y附加直流电源电压等级DC36VDC36VDC24VDC24VDC24VDC48VDC48VDC48V生产厂家哈尔滨煤研电器有限公司哈尔滨煤研电器有限公司四平市四开电气设备制造有限公司四平市四开电气设备制造有限公司四平市同创电器设备制造有限公司徐州煤矿机械厂徐州煤矿机械厂泰安市众诚矿山自动化有限公司保护接地极性负极负极负极负极负极正极正极正极!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!doi:10.13301/j.cnki.ct.2014.08.071基于STM32F103的移动智能车硬件设计边明明（滨州职业学院，山东滨州256603）摘要：针对复杂环境下工作时具有自组织、自规划和自适应能力的移动机器人研究，设计了一种基于STM32F103的移动智能车系统。硬件部分包括电源、单片机模块、iNEMO惯性导航模块、无线数据传输模块、电机驱动模块和语音合成模块；软件移植了嵌入式系统μC/OS-II进行多任务调度和外围设备管理。最后通过实验测试了系统的性能。实验结果表明，该系统具有稳定可靠、自主性强、实时性高的优点。关键词：惯性导航；自主运动；STM32F103中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1008－8725（2014）08－0183－03HardwareDesignofMobileIntelligentCarBasedonSTM32F103BIANMing-ming(BinzhouVocationalCollege,Binzhou256603,China)Abstract：Researchonmobilerobotwithselforganization,selfplanningandadaptiveabilityincomplexenvironmentwork,aintelligentcarsystembasedonSTM32F103isdesigned.Thehardwarepartcontainspower,MCU,iNEMOinertialnavigation,wirelesscommunication,motordriveandspeechsynthesis.Insoftware,theembeddedsystemμC/OS-IIisusedformultitaskschedulingandoperationofperipheraldevices.Thesystemistestedbyexperiment.Experimentalresultsshowthatthesystemhasadvantagesofgoodstability,strongautonomy,highreal-timecapability.Keywords:inertialnavigation;autonomousmotion;STM32F103煤炭技术CoalTechnologyVol.33No.08Aug.2014第33卷第08期2014年08月183中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

第33卷第08期Vol.33No.08基于STM32F103的移动智能车硬件设计———边明明0引言导航技术是移动机器人技术研究中的核心技术，也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的关键技术，惯性导航的应用增强了移动机器人的自主性。本文基于STM32F103，利用iNEMO惯性导航开发设计了一种轮式机器人的智能车系统，智能车系统在运动过程中不断地自我调节，不需要人的干预就能够自动消除或减小外部的干扰，增强了适应环境的能力，可以应用于煤矿等条件恶劣和危险的场合。1系统总体设计系统采用模块化的设计思想，主要模块有惯性导航模块、主控制器模块、驱动模块、无线通信模块和语音合成模块、电源模块等；其中：惯性导航模块负责实时检测机器人姿态信息；主控制器模块负责接收控制指令及机器人姿态信息，准确实现机器人不同运动状态的切换，调整运动姿态及实现机器人的自动调整以提高抗干扰能力、体现自主智能性，并实时播报当前指令内容；驱动模块的作用主要是利用全桥驱动电路，配合驱动芯片对机载直流电机进行正反双向的可靠控制。系统硬件整体结构如图1所示。图1系统硬件整体结构2系统硬件设计与实现（1）单片机模块设计主控制模块以STM32F103型号单片机为核心，电路如图2所示。图2STM32电路图（2）惯性导航模块设计采用意法半导体公司iNEMO惯性传感器模块STEVAL-MKI062V2检测机器人姿态信息，iNEMO惯性传感器模块可以通过串口向外界提供各传感器原始数据，也可以提供各传感器经数据融合后的角速率数据，包括横滚、俯仰和偏航3个角度。接口电路如图3所示。图3iNEMO模块接口电路（3）无线数据传输模块设计选用JZ871无线数据传输模块提供双向的数据信号传输，通过RS232接口实现通信连接，电路如图4所示。图4数据传输接口电路（4）电机驱动模块设计电机驱动模块主要包括H桥驱动电路和H桥电路，电路如图5所示。图5电机驱动电路（5）语音合成模块设计采用科大讯飞4240语音合成卡，直接合成为语音输出，语音合成卡与主控制器采用SPI数据通信，在通讯设置为Slave身份，主控制器作为Master身份,提供时钟信号给语音板卡。其电路如图6所示。图6语音合成接口电路（6）电源模块设计电源电路如图7所示。开关P1为电源开关，BT1无线通信模块主控制器模块惯性导航模块直流电机电机驱动模块舵机语音合成模块GND1234RX2TX2STEVAL-MKI062V20.1μF0.1μFC271+3C314+5U5TX1RX1111012915GNDMAX3232EWE14713860.1μFC35RS232TXRS232RXGND12345JZ871SLE1RS232R2XRS232T3X45P4GNDR2910kΩC29104μF10μFC28VCC5VVCC5VGNDGND0.1μFC25VCC3V3C301620.1μFC1+VCCC1+V+C2+C2-T1INT1OUTT2INT2OUTR1OUTR1INR2OUTR2INGNDV-VCC3V3U6VoiceoutGNDGNDReadyXF-4280GndMOSIVccMISOGndSSELOutSCKGndSdaGndSclRdyTxdRxdRstMOSIMISONCCSCKRSTCP1CP2VCPVINVBBLONGVREG13RDEADOVSETVDRAINVDSTHCAENABLESAPHASEGHAMODEGLASRCBRESETSBGHBGLBFAULTGLBGNDLSSA3940AGNDC6+Vcc1L1BLM18PG600C4C5U1V5161415713C78AGNDSA1SB11VDRAIN19C91110GHA112GLA16C1045GHB13GLB12VSS1AGNDAGNDAGNDGHB1GLB1R2100ΩR8100Ω123123VDRAIN1Q2+Vcc1D1SB1D4VSS1231231D2SA1D3IRFZ48NQ3IRFZ48NR12100kΩR14100kΩQ4IRFZ48NR9100ΩGLA1GLA1R3100ΩQ1IRFZ48NAGNDAGNDC8AGNDEN1DIR1R16LD1G12R1510kΩVCC5VV5_O_1202627192823242122251817R4R5R6R7R10R11R13VCC3V3P2PA15PA14RESETC1103PB4PA13PB3Header4X212345678JTAGTIM3-CH1U1ADC_CH01011TX212RX213KEY114KEY215PWM161729TX130RX131WDLED32ACCLED33PA1334PA1437PA1538VCC3V3C622pFR1110MΩC141041212S3VCC3V31243648VCC3V3L110μHR160C17C18C19C20C2110μF104104104104VCC3V3C15104μFSTM32F103C8T6C722pFY18MΩR71MΩ56447R10100MΩ18192039PB340PB44142DUONTM4-CH143454621MEN22DIR125NSS26SCK27MISO28MOSI2342335478PA0-WKUPPB0PA1PB1PA2PB2/BOOT1PA3PB3/JTDOPA4PB4/JNIRSTPA5PB5PA6PB6PA7PB7PA8PB8PA9PB9PA10PB10PA11PB11PA12PB12PA13/JTMS/SWDIOPB13PA14/JTCK/SWCLKPB14PA15/JTDIPB15OSC_IN/PDOPC13-TAMPER-RTCOSC_OUT/PD1PC14-OSC32_INPC15-OSC32_OUTBOOTONRSTVBATVEE_1VSS_1VEE_2VSS_2VDD_3VSS_3VDDAVSSAR1100kΩ184中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

煤炭技术CoalTechnologyVol.33No.08Aug.2014第33卷第08期2014年08月为锂电池，当外接9V直流电源失效时由BT1供电，同时STM32采样并监测锂电池电源电压。系统5V、3.3V电源分别选用LM2940-5.0低压差三端稳压器和REG117-3.3稳压模块提供。图7电源电路3系统软件设计系统软件采用嵌入式操作系统μC/OS-II设计，优势是可裁剪、多任务和实时性，按照模块化和层次化的思想进行任务规划。软件部分主要完成的控制有：机载STEVAL-MKI062V2模块发出的数据信息的接收和处理、舵机控制、电机控制、电池电压采集、状态指示等功能，机器人根据不同的行走状态可以自主调整其运动方向和速度。4实验测试（1）稳定性测试使用遥控器向智能车发送不同控制指令以测试系统的稳定性，实验证明，系统运行稳定可靠；当路面有沙石等颠簸路面，智能车俯仰角快速地朝着基准俯仰角相反的方向变化，并减速运动，保证了车体的稳定。（2）上下坡测试当智能车由平直轨道驶入坡道时，机器人会自行加速，产生较大力矩以成功爬坡；检测到下坡时，会自行减速，以免车速过高发生翻车。（3）转弯测试智能车转弯即偏航角发生变化时，速度就会根据转弯量发生变化，并且转弯量越大，车速越低。5结语文中机器人车体部分通过无线数据传输模块接收遥控器指令，然后结合传感器测得的实时姿态数据，经过控制器处理之后，转换为运动控制命令以实现对车体的体态控制，可以实现对速度和运动方向的自主智能调整，有很强的自适应性和鲁棒性。参考文献：［1］武传宝，姜永增.基于ARM9+DSP+CAN的轮式机器人试验平台研究［J］.煤炭技术，2012，31(4)：174-175.［2］秦玉鑫.移动机器人组合导航系统研究与设计［D］.昆明：昆明理工大学,2011.［3］潘晓伟.基于惯性导航的移动机器人设计［D］.济南：山东大学,2012.［4］任哲.嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用［M］.2版.北京:北京航空航天大学出版社,2009.［5］王田苗.嵌入式系统设计与实例开发:基于ARM微处理器与μC/OS-II实时操作系统［M］.2版.北京：清华大学出版社,2003.作者简介：边明明（1982-），山东滨州人，从事自动化专业的教学与管理工作，电子信箱：rentian9876@163.com.责任编辑：郑万才收稿日期：2014－05－05!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!doi:10.13301/j.cnki.ct.2014.08.072支架搬运车前车架谐响应分析张红（中煤科工集团工程科技有限公司，北京100013）摘要：为了消除因支架搬运车发动机振动而导致的发动机托架及前车架颤动，改善发动机外围附件的疲劳使用寿命，在支架搬运车的前车架和发动机间增加了减震整体托架，并利用ANSYSWorkbench对某新型支架搬运车动力总成车架结构进行谐响应分析，对车架的振动进行预测。关键词：支架搬运车；前车架；谐响应；托架中图分类号：TD52；TD542文献标志码：A文章编号：1008－8725（2014）08－0185－03HarmonicResponseAnalysisofFrontFrameforHydraulicRoofSupportsTransportVehicleZHANGHong(CCTEGInternationalTradingCo.,Ltd.,Beijing100013，China)Abstract:Inordertoeliminatetheresonantofenginebracketandfrontframecausedbytheenginevibration,thedampingbracketwasintroducedbetweenthefrontframeandexplosion-proofdieselengine.Theharmonicresponseanalysisoffrontframeforhydraulicroof-supportertransportvehiclewasconductedwithANSYSWorkbench,whichcanbeusedforthevibrationprediction.Keywords:hydraulicroof-supportertransportvehicle;frontframe;harmonicresponse;bracketJ1123PWWEROV31ABCBATinBT1vP12VCCSW-SPDTBATinR1R2ADCCH010kΩC1100nF330kR3200kAGNDAGNDAGNDVCC5VC4104VCCVCCU212LM2940-5.043INCOMCOMOUTC2104AGNDC310μFAGNDVCC3V3INOUTCOMOUTU33124AGNDVCCC710μFC8103REG1117-3.3C1010μFC11103185中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net