[发明专利]一种履带行驶结构嵌入式抗过载测试传感系统

说明书

本发明属于煤矿采掘机械履带行驶结构监测技术领域，解决了履带行驶结构中被测钢制履带板应力数据难以采集的问题。提供了一种履带行驶结构嵌入式抗过载测试传感系统，包括被测组合式履带板、应力采集装置和上位机，履带行驶结构的履带环上至少安装有一块被测组合式履带板，两个履带环上的被测组合式履带板相对履带行驶结构对称；应力采集装置包括应变桥路、采集发送模块和电源模块，其中应变桥路粘接在被测组合式履带板的被测链轨节处，采集发送模块和电源模块内置于被测组合式履带板中，采集发送模块将采集到的应力数据无线上传至上位机，电源模块用于给应变桥路和采集发送模块供电。该系统实现了履带被测链轨节处的实时应力数据的测量和无线传输。

技术领域

本发明属于煤矿采掘机械履带行驶结构监测技术领域，具体涉及一种履带行驶结构嵌入式抗过载测试传感系统。

背景技术

在煤炭开采过程中，机械履带行驶结构承担着承载整机重量以及保证设备稳定行驶的重要作用，履带结构发生故障则意味着整机工作无法继续进行，履带结构的故障多与履带链轨节承受较大动载荷发生疲劳磨损、断裂有关，因此利用传感系统对履带链轨节进行实时的应力数据采集、及时掌握履带行驶结构的动载荷变化状态，以便于对履带行驶结构进行实时的健康监测是非常有必要的。

考虑井下履带行驶结构处于煤岩底质复杂地形、强振动、高冲击、碰撞、低频大振幅、高湿度、信号传输谐波干扰及工作空间受限等极端工况，直接利用传感器进行应力采集是较为困难的。

现有嵌入式专利多是对钢制履带板进行结构改造，将应变计和传感系统同时内置，但这种方法对履带板的厚度有着较为严格的要求，无法适应多种尺寸的钢制履带板。同时在钢制履带板内开槽过大会严重破坏履带板结构，影响钢制履带板的实际寿命。且钢制履带板由于其刚度强度较大，在行驶过程中产生的变形量较小，因此很难直接使用履带板应变反演得到履带行驶结构的动载荷变化。

如何设计一种结构巧妙、可靠性高又可在不破坏钢制履带板结构的前提下，能够在井下恶劣工况准确采集并传输履带链轨节处的实时应力数据的嵌入式抗过载测试传感系统，是目前需要解决的问题。

发明内容

针对履带行驶结构中钢制履带板应力数据难以采集的不足，本发明的目的在于提供一种履带行驶结构嵌入式抗过载测试传感系统，将应变桥路粘接在履带环的被测链轨节处，用于测试链板间的拉力，并将采集发送模块和电源模块内置于被测组合式履带板中，实现履带被测链轨节处的实时应力数据的测量和无线传输。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种履带行驶结构嵌入式抗过载测试传感系统，包括被测组合式履带板、应力采集装置和上位机，履带行驶结构的履带环上至少安装有一块被测组合式履带板，两个履带环上的被测组合式履带板相对履带行驶结构对称；被测组合式履带板包括沿远离履带环的方向依次设置的被测钢制履带板、夹板和基体，被测链轨节固定在被测钢制履带板远离夹板的一端，应力采集装置包括应变桥路、采集发送模块和电源模块，其中应变桥路粘接在被测组合式履带板处的被测链轨节上，采集发送模块和电源模块内置于被测组合式履带板中，采集发送模块将采集到的应力数据上传至上位机，电源模块用于给应变桥路和采集发送模块供电。

优选地，被测钢制履带板和夹板上具有线缆通道，采集发送模块和电源模块内置于基体中，基体远离夹板的一端设置有减震橡胶块，减震橡胶块、基体、夹板和被测钢制履带板通过螺栓依次连接并使夹板两端分别与基体和被测钢制履带板紧密贴合。

优选地，基体为金属基体，其中金属基体靠近夹板的一端设置有用于内置采集发送模块和电源模块的安装槽，金属基体的两侧对应采集发送模块的位置开有电磁波传输孔缝，电磁波传输孔缝通过绝缘聚氨酯侧板密封；夹板靠近被测钢制履带板的一端对应采集发送模块的位置开有环形槽，环形槽的中部开有用于供连接应变桥路和采集发送模块的线缆通过的夹板通孔，环形槽中安装有用于实现对采集发送模块和电源模块防水防尘性密封的O形密封圈；应变桥路中的金属应变片粘接在被测链轨节处。