[发明专利]多类型传感器融合的采煤机采高检测方法

说明书

本发明涉及一种多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，采用三种不同类型传感器分别检测摇臂壳体倾角α、摇臂旋转角度γ和采煤机摇臂的支撑油缸动作行程l，并分别计算得到采高计算值h1t、h2t和h3t，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作为基准采高，并依据基准采高计算出矫正系数k1和k2，用矫正系数对实测采高数据进行矫正，进而实现对采高的可靠在线检测。本发明解决了单一传感器测高过程中精度不稳定、可靠性差、易失效等问题造成的截割调整控制失调危险，具有检测精度高，系统可靠的特点。

技术领域

本发明涉及一种采煤机采高检测方法，特别是基于多类型传感器融合测量的采煤机采高检测方法。

背景技术

采煤机摇臂的采高控制是工作面截割回采“三直一平”的根本要素之一，摇臂采高控制偏差会导致综采流程执行过程中出现俯仰控制误差、顶底板不平整等问题。采高检测是采高控制的基础，当前的采高检测大多依靠单一类型的传感器例如摇臂角度传感器监测采煤机摇臂角度，然后根据摇臂角度换算出采高，但由于摇臂工况复杂，且摇臂运动机构中中心铰接轴在长时间使用过程中会逐步磨损，导致基于单一类型传感器的摇臂采高检测存在可靠性不高、精度差等问题，特别在薄煤层的开采工艺中，采高偏差会导致出现割不透、刨出坑的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，具有测量精度高及可靠性高、适应性强的特点。

本发明的主要技术方案有：

一种多类型传感器融合的采煤机采高检测方法，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。

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。

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。

所述旋转型角度传感器可以采用旋转编码器。