[发明专利]一种液压支架高度测量装置及方法

摘要

一种液压支架高度测量装置及方法，高度测量装置包括步进电机、轴编码器、测高拉绳、铅锤、张紧传感器、微控制器、快插通信接口等。进行高度测量时，微控制器驱动步进电机控制测高拉绳在铅锤的重力作用下的收放程度，同时张紧传感器监测测高拉绳的张紧力，其检测到张紧力发生变化时判断铅锤已接触到支架底座，微控制器根据轴编码器反馈的旋转角度计算放线长度，从而得到液压支架的测量高度。 1

主权项

1.一种液压支架高度测量方法，其特征在于：在液压支架顶梁悬挂测高拉绳，所述测高拉绳的另一端连接铅锤，在铅锤通过自身重力下降而拉紧测高拉绳的过程中，利用张紧传感器检测所述测高拉绳的张紧力，通过测得的张紧力的变化判断铅锤是否接触到液压支架底座，将铅锤接触到液压支架底座位置设为测量位置，计算测高拉绳支架顶梁至测量位置的放线长度，从而计算液压支架高度。

2.一种液压支架高度测量装置，其特征在于：包括铅锤、测高拉绳、张紧传感器、步进电机、轴编码器、微控制器、快插通信接口；

所述测高拉绳一端连接步进电机，另一端连接铅锤，所述连接铅锤的一端自液压支架顶梁垂下，其重力使得测高拉绳张紧；

所述张紧传感器用于检测测高拉绳上的张紧力；

所述步进电机驱动测高拉绳的收放；

所述微控制器采集张紧传感器测得的张紧力，同时控制步进电机进行测高拉绳的收放；所述微控制器通过测高拉绳张紧力的变化判断铅锤触碰到液压支架的底座的位置，所述轴编码器测量所述测高拉绳由液压支架顶梁至液压支架的放线长度；

所述快插通信接口与支架控制系统通信。

3.如权利要求4所述的液压支架高度测量装置，其特征在于：所述测高拉绳为钢丝绳。

4.一种液压支架高度测量系统，其特征在于，所述测量系统包括如权利要求2或3所述的液压支架高度测量装置，还包括液压支架、倾角传感器、支架控制器；所述液压支架高度测量装置吊装在液压支架顶梁下方，所述倾角传感器固定安装在液压支架的底座，所述液压支架控制器对于液压支架高度测量装置和倾角传感器发送控制信号，接收其回传的测量信息并进行计算。

5.如权利要求4所述支架高度测量系统，其特征在于：高度测量装置根据是否处于工作状态对测高拉绳进行收放控制；在工作状态中，所述微控制器驱动步进电机旋转，测高拉绳在远端铅锤的重力作用下进入放线状态；测量工作结束后，测高拉绳收回。

6.一种液压支架高度测量方法，其特征在于：采用权利要求3‑4任一所述的液压高度测量装置，其测量步骤包括：

S1：微控制器接受上位机或主控制器的指令，向步进电机和张紧传感器发送工作信号；

S2：步进电机旋转，测高拉绳在远端铅锤的重力作用下进入放线状态，

S3：张紧传感器对于测高拉绳上的张力进行检测，并将检测信号传输给微控制器；

S4微控制器检测到张紧传感器的信号变化而判断铅锤接触到底座时，发送信号给步进电机，停止测高拉绳的放置；

S5：轴编码器计算测高拉绳的自放线状态至铅锤接触底座之间的放线长度；

S6：收回测高拉绳。

7.一种如权利要求6所述的液压支架高度测量方法，其特征在于：微控制器计算放线长度S＝N*a，其中N为步进电机的步数，a为步进电机每步对应的测高拉绳放线长度。

8.一种如权利要求6所述的液压支架高度测量方法，其特征在于：判断铅锤接触到底座的条件为：张紧传感器的测量压力F<f₀，其中f₀为预设阈值。

9.一种如权利要求6所述的液压支架高度测量方法，其特征在于：判断铅锤接触到’’底座的条件为：张紧传感器的测量压力F<a*f；其中a为预设系数，0<a<1；f为在放线过程中张紧传感器的平均压力值。

10.一种液压支架高度测量方法，其特征在于，包括权利要求5或6所述的液压支架高度测量系统，所述液压支架高度测量装置测量液压支架顶梁至底梁的高度L作为铅锤高，利用所述倾角装置测量液压支架底板相对于水平位置的倾斜角度α，计算液压支架顶梁与底座之间的实际高度H＝L*cos(α)。