[发明专利]一种采煤机电缆夹拉力采集装置及运行速度控制方法

权利要求书

1.一种采煤机电缆夹拉力采集装置，包括电缆夹，电缆夹卡住电缆置于电缆槽中，从采煤机伸出的连接板通过拖带链连接电缆夹，采煤机采煤行走时采煤机通过拖带链拽动电缆夹在电缆槽中滑动，其特征在于，在拖带链与采煤机伸出的连接板之间设置有获取拉力的连接臂，所述连接臂包括与连接板连接的回转轴柱，在回转轴柱上可转动的套有回转套拉杆，在回转套拉杆的杆臂上设置有一个透孔，透孔中穿入设置拉力传感器柱轴，拉力传感器柱轴两端从透孔中伸出通过套环连接拖带铰链，行走时，拉力传感器柱轴两端拉动套环使拉力传感器柱轴在透孔中受到反作用力形成电缆夹拉力信号，电缆夹拉力信号从拉力传感器柱轴端部设置的信号接口输出连接信号处理控制板，信号处理控制板与采煤机控制器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的采煤机电缆夹拉力采集装置，其特征在于，所述拖带链是由多个金属环相套通过穿入转轴连接形成的铰链。

3.根据权利要求1所述的采煤机电缆夹拉力采集装置，其特征在于，所述透孔的孔径与拉力传感器轴柱直径之间的关系是过渡配合关系。

4.根据权利要求1所述的采煤机电缆夹拉力采集装置，其特征在于，所述套环包括连接杆，连接杆一端与铰链连接，连接杆另一端是一个U字形套臂，U字形套臂的两侧臂分别设置有同心的穿孔，回转套拉杆的杆臂插入U字形套臂的两侧臂之间，两侧臂穿孔套在从回转套拉杆的杆臂透孔中伸出的拉力传感器柱轴两端。

5.一种考虑拖缆受力的采煤机自动运行速度控制方法，采煤机通过行程传感器控制采煤机行走速度和往复循环的结束和开始，其特征在于，包括权利要求1所述的采煤机电缆夹拉力采集装置，所述方法是：确定电缆拉力警戒值fa，在采煤机采煤行走过程中确定所产生的拖带力f(t),在采煤机行走的过程中实时获取拉力传感器的拉力值fs，拉力值fs与拖带力f(t)进行比较，其中：

当fs=f(t)且fs＜fa时，采煤机行进正常、可以进行加速；

当fs＞f(t)且fs＜fa时，电缆夹有轻度卡阻，采煤机不能加速、保持匀速；

当fs＞f(t)且fs≥fa时，电缆夹有重度卡阻，采煤机立即停止运行并报警；

当fs＜f(t)时，电缆夹出现异常、立即停止运行并报警。

6.根据权利要求5所述的采煤机自动运行速度控制方法，其特征在于，所述拖带力f(t)是通过建立采煤机运动模型由公式1获得，

公式1：

其中：

m(t)为拖带质量，拖带质量由公式2计算确定；

公式2：

为电缆的线密度，kg/m；

t为从开始时间为起始的行走时间，秒；

g 为重力加速度常数，9.81；

为采煤机运动工作面倾角；

a₀ 为采煤机加速运行的加速度；

为采煤机正常运行的速度；

为电缆夹与电缆槽之间动摩擦系数。

7.根据权利要求6所述的采煤机自动运行速度控制方法，其特征在于，所述拖带力包括匀速拖带力和加速度拖带力；所述匀速拖带力是从加速度a₀=0时将公式2代入公式1得出的公式3获得的，

公式3：

所述加速度拖带力是从加速度a₀≠0时将公式2代入公式1得出的公式4获得的，

公式4： 。

8.根据权利要求5或6所述的采煤机自动运行速度控制方法，其特征在于，所述确定电缆拉力警戒值fa是通过拉力机拉紧拖带电缆的电缆夹的预先实验确定的。

9.根据权利要求6所述的采煤机自动运行速度控制方法，其特征在于，所述在采煤机采煤行走过程中确定所产生的拖带力f(t)是：在采煤机往复循环中拖带的电缆从原点开始作为时间起始 “0” 点，随采煤机行进，间隔时间通过公式1获取拖带力f(t)，将获取的拖带力f(t)放入预先设置的f(t)寄存器，所述拉力值fs与拖带力f(t)进行比较是所述fs与f(t)寄存器中的f(t)进行比较。

10.根据权利要求9所述的采煤机自动运行速度控制方法，其特征在于，所述间隔时间是每间隔1秒通过公式1获取拖带力f(t)。