[发明专利]刮板运输机姿态监控系统

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下综采工作领域，具体涉及一种刮板运输机的姿态监控系统。

背景技术

刮板运输机的状态控制在煤矿综采机械化中有着十分重要的地位，刮板运输机的曲直变化程度直接影响着采煤机的通行、刮板运输机的寿命等；对于综采无人工作面来说，刮板运输机的平直对保持采煤工作面的正常运转，也就是“三平一直”也起着关键性的作用。目前国内已投产的几个综采无人工作面，其使用不成功或频繁需要人工干预的关键问题所在，是无法在自动采煤过程中始终保持刮板运输机的平直，从而无法完全代替人工的作用，实现真正的无人化采煤。

刮板运输机是支架、采煤机之间的标杆，其自身是串联综采设备的中间环节，与支架和采煤机都直接相关，在进行控制时不存在过多的逻辑关系，因此可对刮板运输机进行直接的监控。利用传感器直接获取刮板运输机的状态并进行相应的管理，进而实现采煤过程中保持煤壁、顶板和底板的平直，以及支架的平直。

发明内容

本发明为解决的上述技术问题，提出一种刮板运输机姿态监控系统，采用设置在采煤机中的传感器实现对刮板运输机姿态的监控和调整。

本发明采用的技术方案是：刮板运输机姿态监控系统，包括：惯性导航系统、红外定位系统、支架、顺槽计算机；所述惯性导航系统的核心为三轴倾角传感器，基于光纤或激光陀螺仪测角的原理，对刮板运输机的三轴姿态角度进行测量，并将姿态数据传输至顺槽计算机；所述红外定位系统用于实时监测采煤机的位置，找到对应的支架和溜板；若干支架顺序连接于刮板运输机的一侧，通过支架的推溜或拉架动作，实现刮板运输机的位置移动；所述顺槽计算机设置在顺槽，根据惯性导航系统传送回来的刮板运输机在三个方向上的位移偏移量量信息以及红外定位系统采集到的采煤机的位置信息，通过预先建立的刮板运输机姿态模型对刮板运输机位置进行调整。

本发明的有益效果：本发明的刮板运输机姿态监控系统，通过将倾角传感器安装在采煤机内部，由于工作时采煤机骑跨于刮板运输机上部，对采煤机进行姿态测量即可得到刮板运输机对应溜板的姿态，从而对刮板运输机进行姿态调整；本发明将倾角传感器安装在采煤机内部，相比于将倾角传感器安装于刮板运输机处，避免了因振动强、浮煤、水较多等因素，从而导致的倾角传感器不能处于稳定工作状态，影响测量的问题；本发明的传输方式采用有线传输，比无线传输更可靠；且本发明只需要一个倾角传感器完成对刮板运输机的姿态调整，进一步降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的推溜后的刮板运输机水平姿态示意图。

图2为本发明实施例提供的俯仰角调整示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。

如图1所示为本发明的推溜后的刮板运输机水平姿态示意图，本发明的技术方案为：刮板运输机姿态监控系统，包括：惯性导航系统、红外定位系统、支架、顺槽计算机；所述红外定位系统用于实时监测采煤机的位置，找到对应的支架和溜板；若干支架顺序连接于刮板运输机的一侧，通过支架的推溜或拉架动作，实现刮板运输机的位置移动；所述顺槽计算机设置在顺槽，根据惯性导航系统传送回来的刮板运输机在三个方向上的位移偏移量量信息以及红外定位系统采集到的采煤机的位置信息，通过预先建立的刮板运输机姿态模型对刮板运输机位置进行调整。

首先对刮板运输机姿态进行、建模，之后在工作过程中利用惯性导航系统中的倾角传感器，监测采煤过程中刮板运输机的航向角、俯仰角和横滚角的角度变化；角度变化实际体现的是刮板运输机在三个方向上的位置偏移量，通过已建立的刮板运输机姿态模型，由顺槽计算机发出控制指令，对刮板运输机姿态进行调整，从而保持刮板运输机在工作过程中的平直。

传统的基于机械式陀螺仪的三轴倾角传感器在矿井下无法适用于井下寻北和定位，这是由于机械式必须借助地磁场进行寻北和定位，而在井下强电磁干扰环境下这是无法实现的。因此本方案结合了惯性导航系统进行刮板运输机的姿态管理，惯性导航系统是一种完全自主的导航，采用基于光纤或激光陀螺仪的倾角传感器，基于光纤或激光陀螺仪测角的原理，对刮板运输机的三轴姿态角度进行测量，并将姿态数据传输至顺槽计算机；不需要向外界发射或接收信号，即可独立的确定自己的位置，非常适合在矿井工况环境下使用。

惯导系统最大的问题在于由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；针对此问题，本发明设计了自动纠正零偏功能，根据精度要求，每隔2-4小时惯导系统进行自动标定，对累积的定位误差进行清零，从而保证惯导系统在井下长期稳定地工作。