[发明专利]多类型传感器融合的采煤机采高检测方法

权利要求书

1.一种多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S101：采用三种不同类型的传感器分别实时测得摇臂壳体倾角α、摇臂旋转角度γ和采煤机摇臂的支撑油缸动作行程l，且上述三种传感器的采样率相同；

S102：根据摇臂壳体倾角α、摇臂旋转角度γ和支撑油缸动作行程l分别计算采高并得到实时采高计算值h1t、h2t和h3t，t代表时刻，h1t、h2t和h3t均为随t变化的变量；

S103：计算矫正系数：在采高保持恒定状态下，根据滚筒受力状态为空载、轻载还是重载，分别选择相应状态下的采高计算值h30、h20和h10作为上述三种状态下的基准采高h0，并以该基准采高h0作为这三种状态下的最终的采高检测结果，以及分别按照如下公式计算出矫正系数k1和k2：

S104：利用所述矫正系数k1和k2对实测采高数据进行矫正，具体为：

在采高上升状态下，当滚筒受力状态为空载时，以h1t+k1作为最终的采高检测结果；当滚筒受力状态为轻载时，以h1t+k2作为最终的采高检测结果；当滚筒受力状态为重载时，以f(h1t)+k1作为最终的采高检测结果；f(h1t)是滤波器的时域响应函数，所采用的滤波器为临界阻尼滤波器，滤波器截止频率为1Hz-5Hz；

在采高下降状态下，当滚筒受力状态为空载时，以h1t+k1作为最终的采高检测结果；当滚筒受力状态为轻载时，以h1t+k2作为最终的采高检测结果；当滚筒受力状态为重载时，以h1t+k2作为最终的采高检测结果；

在采高保持恒定状态下，当滚筒受力状态为空载、轻载和重载时，分别以h3t、h2t和h1t作为最终的采高检测结果。

2.如权利要求1所述的多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，其特征在于：步骤S101中，采用倾角传感器测得摇臂壳体倾角α，采用旋转型角度传感器测得摇臂旋转角度γ，采用行程传感器测得采煤机摇臂的支撑油缸动作行程l。

3.如权利要求2所述的多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，其特征在于：所述倾角传感器安装在摇臂壳体上，所述旋转型角度传感器安装在采煤机摇臂与电控箱的铰接轴处，所述行程传感器安装在摇臂支撑油缸内。

4.如权利要求3所述的多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，其特征在于：所述旋转型角度传感器采用旋转编码器。

5.如权利要求1、2、3或4所述的多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，其特征在于：所述滤波器的时域响应函数的标准格式为：

f(h1t)_n＝a0*h1t_n+a1*h1t_n-1+a2*h1t_n-2+b1*f(h1t)_n-1+b2*f(h1t)_n-2；

其中，n、n-1、n-2均表示采样点坐标，n为当前采样点坐标；

a0、a1、a2、b1、b2为滤波器系数，取值分别为：a0＝0.067455，a1＝0.13491，a2＝0.067455，b1＝1.14298，b2＝-0.41280；

h1t_n、h1t_n-1、h1t_n-2分别为tn、tn-1和tn-2时刻的未经滤波的采高计算值；

f(h1t)_n、f(h1t)_n-1、f(h1t)_n-2分别为tn、tn-1和tn-2时刻滤波后计算得到的采高值。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，其特征在于：所述采高保持恒定状态、上升状态还是下降状态根据采煤机电控系统的内部控制字及支撑油缸动作行程l综合确定，当且仅当内部控制字及支撑油缸动作行程l同时反映出采高处于上述一种状态之一时才判定此时采煤机的采高处于对应状态。