刮板運輸機姿態監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤礦井下綜采工作領域，具體涉及一種刮板運輸機的姿態監控系統。
【背景技術】
[0002]刮板運輸機的狀態控制在煤礦綜采機械化中有著十分重要的地位，刮板運輸機的曲直變化程度直接影響著采煤機的通行、刮板運輸機的壽命等；對于綜采無人工作面來說，刮板運輸機的平直對保持采煤工作面的正常運轉，也就是“三平一直”也起著關鍵性的作用。目前國內已投產的幾個綜采無人工作面，其使用不成功或頻繁需要人工干預的關鍵問題所在，是無法在自動采煤過程中始終保持刮板運輸機的平直，從而無法完全代替人工的作用，實現真正的無人化采煤。
[0003]刮板運輸機是支架、采煤機之間的標桿，其自身是串聯綜采設備的中間環節，與支架和采煤機都直接相關，在進行控制時不存在過多的邏輯關系，因此可對刮板運輸機進行直接的監控。利用傳感器直接獲取刮板運輸機的狀態并進行相應的管理，進而實現采煤過程中保持煤壁、頂板和底板的平直，以及支架的平直。
【發明內容】
[0004]本發明為解決的上述技術問題，提出一種刮板運輸機姿態監控系統，采用設置在采煤機中的傳感器實現對刮板運輸機姿態的監控和調整。
[0005]本發明采用的技術方案是:刮板運輸機姿態監控系統，包括:慣性導航系統、紅外定位系統、支架、順槽計算機；所述慣性導航系統的核心為三軸傾角傳感器，基于光纖或激光陀螺儀測角的原理，對刮板運輸機的三軸姿態角度進行測量，并將姿態數據傳輸至順槽計算機；所述紅外定位系統用于實時監測采煤機的位置，找到對應的支架和溜板；若干支架順序連接于刮板運輸機的一側，通過支架的推溜或拉架動作，實現刮板運輸機的位置移動；所述順槽計算機設置在順槽，根據慣性導航系統傳送回來的刮板運輸機在三個方向上的位移偏移量量信息以及紅外定位系統采集到的采煤機的位置信息，通過預先建立的刮板運輸機姿態模型對刮板運輸機位置進行調整。
[0006]本發明的有益效果:本發明的刮板運輸機姿態監控系統，通過將傾角傳感器安裝在采煤機內部，由于工作時采煤機騎跨于刮板運輸機上部，對采煤機進行姿態測量即可得到刮板運輸機對應溜板的姿態，從而對刮板運輸機進行姿態調整；本發明將傾角傳感器安裝在采煤機內部，相比于將傾角傳感器安裝于刮板運輸機處，避免了因振動強、浮煤、水較多等因素，從而導致的傾角傳感器不能處于穩定工作狀態，影響測量的問題；本發明的傳輸方式采用有線傳輸，比無線傳輸更可靠；且本發明只需要一個傾角傳感器完成對刮板運輸機的姿態調整，進一步降低成本。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明實施例提供的推溜后的刮板運輸機水平姿態示意圖。
[0008]圖2為本發明實施例提供的俯仰角調整不意圖。
【具體實施方式】
[0009]為便于本領域技術人員理解本發明的技術內容，下面結合附圖對本
【發明內容】
進一步闡釋。
[0010]如圖1所示為本發明的推溜后的刮板運輸機水平姿態示意圖，本發明的技術方案為:刮板運輸機姿態監控系統，包括:慣性導航系統、紅外定位系統、支架、順槽計算機；所述紅外定位系統用于實時監測采煤機的位置，找到對應的支架和溜板；若干支架順序連接于刮板運輸機的一側，通過支架的推溜或拉架動作，實現刮板運輸機的位置移動；所述順槽計算機設置在順槽，根據慣性導航系統傳送回來的刮板運輸機在三個方向上的位移偏移量量信息以及紅外定位系統采集到的采煤機的位置信息，通過預先建立的刮板運輸機姿態模型對刮板運輸機位置進行調整。
[0011]首先對刮板運輸機姿態進行、建模，之后在工作過程中利用慣性導航系統中的傾角傳感器，監測采煤過程中刮板運輸機的航向角、俯仰角和橫滾角的角度變化；角度變化實際體現的是刮板運輸機在三個方向上的位置偏移量，通過已建立的刮板運輸機姿態模型，由順槽計算機發出控制指令，對刮板運輸機姿態進行調整，從而保持刮板運輸機在工作過程中的平直。
[0012]傳統的基于機械式陀螺儀的三軸傾角傳感器在礦井下無法適用于井下尋北和定位，這是由于機械式必須借助地磁場進行尋北和定位，而在井下強電磁干擾環境下這是無法實現的。因此本方案結合了慣性導航系統進行刮板運輸機的姿態管理，慣性導航系統是一種完全自主的導航，采用基于光纖或激光陀螺儀的傾角傳感器，基于光纖或激光陀螺儀測角的原理，對刮板運輸機的三軸姿態角度進行測量，并將姿態數據傳輸至順槽計算機；不需要向外界發射或接收信號，即可獨立的確定自己的位置，非常適合在礦井工況環境下使用。
[0013]慣導系統最大的問題在于由于導航信息經過積分而產生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差；針對此問題，本發明設計了自動糾正零偏功能，根據精度要求，每隔2-4小時慣導系統進行自動標定，對累積的定位誤差進行清零，從而保證慣導系統在井下長期穩定地工作。
[0014]根據慣性導航系統監測到刮板運輸機在三個方向的傾角變化，并將三個角度值輸出到順槽計算機，順槽計算機通過預先建立的刮板運輸機工作模型，結合采煤機的紅外定位系統實時監測采煤機的位置，經過邏輯運算，將角度值轉化為對支架或采煤機的控制命令，從而對刮板運輸機姿態進行調整。
[0015]其中，航向角的調整具體為:航向角反映的是刮板運輸機在水平面的曲直變化，這也是刮板運輸機控制最為重要的一個方向，曲直變化直接決定了采煤機能否正常通過，以及支架是否水平對齊，煤壁是否割平等。
[0016]在成組推溜時，由于液壓流量、傳感器精度以及地質環境等各種因素影響，刮板運輸機一般會呈曲線狀態。以10架一組的推溜為例，推溜后的刮板運輸機水平姿態如圖1所不O
[0017]通過已建立的模型，將航向角轉化為水平方向的偏移量，即如圖1中所示的支架2-10相對于支架I推拉桿之間的