[发明专利]采煤刮板机上中部槽直线度实时检测方法、装置及系统

说明书

本发明属于矿用仪器仪表技术领域，公开了一种采煤刮板机上中部槽直线度实时检测方法、装置及系统，在智能化采煤工作面框架下，将矿用防爆防尘防水检测装置固定在相邻两个中部槽上，通过姿态反馈式原理，上电后实时感知中部槽彼此之间的布置姿态角、二维/三维相对方位角及距离，周期性地采集转换成电信号、传输及分析。本发明采用直接测量刮板机自身布置姿态方式，减少推算复杂度和误差，设计基于多维的唯一校准标识器和参数测量及等效计算方法，全面、实时、快速检测中部槽之间倾斜角微动和距离变化微动等参数，满足特定范围内动态移动、移动过程中拉伸、错位和压缩需要。对哑铃销失效和丢失进行及时报警。

技术领域

本发明属于矿用仪器仪表技术领域，尤其涉及一种采煤刮板机上中部槽直线度实时检测方法、装置及系统。

背景技术

目前：在构建智能化矿山过程中，无人化智能采煤工作面需要实现割煤机、刮板机和液压支架群之间按需联动，前提是必须实时地掌握“三机”(割煤机、刮板机和液压支架)的相对位置及其动态变化过程。

刮板机为割煤机提供往复运行轨道，同时刮板机又是液压支架群移动支点和推移对象。刮板机是连接割煤机和液压支架群的桥梁，割煤机在刮板机上做横向往复移动，刮板机和液压支架群经过推溜和移架过程，完成二者纵向向前移动。刮板机由多节中部槽串联组成，相邻中部槽之间靠两个哑铃销可靠地链接，既保证了彼此向多个方向移动，又有利于减少采煤机运行阻力和减少卡链、断链甚至割煤机脱离刮板机等事故的发生。

然而，在目前的“三机”联动作业过程中，工作人员不能实时动态地精准了解液压支架推溜后的刮板机各中部槽的相对位置状态及其变化过程；不能实时动态地精准了解割煤机经过后的中部槽的相对位置状态及其变化过程；不能实时动态地精准了解液压支架移动后所关联中部槽相对位置状态及其变化过程；不能实时动态地精准了解割煤机相对位置；不能实时动态地精准了解刮板机弯曲程度。

目前最普遍的是人工检测直线度的方法：在工作面沿刮板机横向通过绳子拉线或者使用激光器打出一束激光，以上述拉线或光线作为参照，通过人工判别刮板机是否弯曲(前后方向)，若存在弯曲，则通过人工操作支架推移液压缸对刮板机进行校正。但是这种方法效率较低，无法满足综采工作面自动化、多方位、实时性和精确性的要求。

公开号：CN106595557A，名称为“一种刮板输送直线度的检测装置及检测方法”的中国发明专利，公开了采用数据采集单元采集刮板机在被推移过程中每节中部槽的三轴加速度、角速度和磁感应强度；数据处理单元获取到各节中部槽上MEMS传感器中三轴角速度和加速度数据，进行积分后得到三轴角度和三轴位移，识别出刮板机的S弯；然后采用差分法减少位移测量误差；采用AHRS算法和平均法减少角度测量误差；通过曲线拟合，得到刮板机的曲线。目前市面未见该方法产品，计算繁琐，所采用三轴加速度、角速度和磁感应强度等传感器，经过多次积分计算之后累计误差增大，导致测量值和实际值严重偏离，缺乏实际动态准确校准参考点，不能适应煤矿综采工作面长时间可靠工作的实际需要。

公开号:CN102102512A，名称为“综采工作面弯曲检测和矫直方法及其系统”的中国发明专利，公开了利用惯性敏感元件与角度传感器组合、信号处理电路，对割煤机沿刮板机运行轨迹和姿态实时检测，解析出工作面检测数据，由电液控制系统控制推移千斤顶推溜，使刮板机达到直线要求。也可将检测数据传递给割煤机控制系统，控制调高千斤顶调节滚筒割底高度；割煤机再次截割煤壁使弯曲得以矫直。该方法利用的惯性敏感元件也存在累积误差和同时该装置中没有消除累积误差的装置，检测出采煤机的位姿精确度不高，因此会增大刮板机直线度误差。