一種掘進機綜合試驗檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種掘進機綜合試驗檢測系統，該掘進機綜合試驗檢測系統包括：下平臺，所述下平臺上固定多個壓力傳感器座；上平臺，所述上平臺固定在所述多個壓力傳感器座上；輔助斜面，包括第一端部和第二端部，所述第一端部的高度低于所述第二端部的高度，所述第二端部抵靠在所述上平臺的側邊，并為掘進機進入上平臺提供通道；第一控制器，與所述多個壓力傳感器座連接，用于根據所述多個壓力傳感器座測量的壓力值計算所述掘進機的重量和重心；本發明能借助輔助斜面供掘進機爬坡到上平臺上，然后通過多個壓力傳感器座測量整個掘進機的重量，并根據多個壓力傳感器座的位置信息計算掘進機的重心。
【專利說明】一種掘進機綜合試驗檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦機械【技術領域】，特別涉及一種掘進機綜合試驗檢測系統。
【背景技術】
[0002]掘進機是用于開鑿平直地下巷道的機器。掘進機分為開敞式掘進機和護盾式掘進機。主要由行走機構、工作機構、裝運機構和轉載機構組成。隨著行走機構向前推進，工作機構中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎巖運走。有安全、高效和成巷質量好等優點，但造價大，構造復雜，損耗也較大。
[0003]所以，在掘進機生產完成后需要做詳細準確的綜合試驗檢測，由于掘進機體積大，重量大，所以在煤機行業按煤炭行業標準中對掘進機進行出廠檢驗和型式試驗中關于掘進機重量和重心等項目測試較難實現，而且還涉及對掘進機的長、寬、高和截割部左右擺動范圍測量，也不容易實現。
[0004]由于目前掘進機的重量和重心等項目測試較難實現的問題，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]為了解決目前掘進機的重量和重心等項目測試較難實現的問題，本發明提供一種掘進機綜合試驗檢測系統。
[0006]一方面，本發明提供了一種掘進機綜合試驗檢測系統，包括:
[0007]下平臺，所述下平臺上固定多個壓力傳感器座；
[0008]上平臺，所述上平臺固定在所述多個壓力傳感器座上；
[0009]輔助斜面，包括第一端部和第二端部，所述第一端部的高度低于所述第二端部的高度，所述第二端部抵靠在所述上平臺的側邊上；
[0010]第一控制器，與所述多個壓力傳感器座連接，用于根據所述多個壓力傳感器座的位置信息及測量的壓力值計算所述掘進機的重量和重心。
[0011]進一步地，所述下平臺上固定有第一壓力傳感器座、第二壓力傳感器座、第三壓力傳感器座和第四壓力傳感器座；
[0012]所述上平臺固定在所述第一壓力傳感器座、所述第二壓力傳感器座、所述第三壓力傳感器座和所述第四壓力傳感器座上；
[0013]所述第一壓力傳感器座、所述第二壓力傳感器座、所述第三壓力傳感器座和所述第四壓力傳感器座均與所述第一控制器連接。
[0014]進一步地，所述第一壓力傳感器座包括:
[0015]第一底座，
[0016]設置在所述第一底座上的第一護筒；
[0017]設置在所述第一護筒內的第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器連接所述第一控制器；
[0018]設置在所述第一護筒內并位于所述第一壓力傳感器上的第一液壓千斤頂；和/或，
[0019]所述第二壓力傳感器座包括:
[0020]第二底座，
[0021]設置在所述第二底座上的第二護筒；
[0022]設置在所述第二護筒內的第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器連接所述第一控制器；
[0023]設置在所述第二護筒內并位于所述第二壓力傳感器上的第二液壓千斤頂；和/或，
[0024]所述第三壓力傳感器座包括:
[0025]第三底座，
[0026]設置在所述第三底座上的第三護筒；
[0027]設置在所述第三護筒內的第三壓力傳感器，所述第三壓力傳感器連接所述第一控制器；
[0028]設置在所述第三護筒內并位于所述第三壓力傳感器上的第三液壓千斤頂；和/或，
[0029]所述第四壓力傳感器座包括:
[0030]第四底座，
[0031]設置在所述第四底座上的第四護筒；
[0032]設置在所述第四護筒內的第四壓力傳感器，所述第四壓力傳感器連接所述第一控制器；
[0033]設置在所述第四護筒內并位于所述第四壓力傳感器上的第四液壓千斤頂。
[0034]進一步地，所述第一控制器根據所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器、所述第三壓力傳感器和所述第四壓力傳感器計所測量的壓力值計算所述掘進機的重量；
[0035]所述第一控制器根據所述掘進機的重量及所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器、所述第三壓力傳感器和所述第四壓力傳感器計的位置信息計算所述掘進機的重心。
[0036]進一步地，所述第一護筒外固定有多個第一加強板；和/或，
[0037]所述第二護筒外固定有多個第二加強板；和/或，
[0038]所述第三護筒外固定有多個第三加強板；和/或，
[0039]所述第四護筒外固定有多個第四加強板。
[0040]進一步地，所述輔助斜面還在所述第一端部與所述第二端部之間設置有斜板；
[0041]所述斜板上固定有多個用于輔助所述掘進機爬坡的加強筋。
[0042]進一步地，還包括設置在所述下平臺周邊區域且可移動的三維測量裝置。
[0043]進一步地，所述三維測量裝置包括:
[0044]移動臺；
[0045]安裝在所述移動臺上的激光測距傳感器；
[0046]與所述移動臺和所述激光測距傳感器連接的第二控制器，
[0047]與所述激光測距傳感器對應并用于安裝到所述掘進機上的反射器。
[0048]進一步地，所述移動臺內設置有控制其移動的步進電機；
[0049]所述步進電機連接所述第二控制器，所述第二控制器根據所述步進電機輸出端轉動的圈數計算所述激光測距傳感器的位置信息。
[0050]進一步地，所述激光測距傳感器包括:激光發射器和激光接收器，所述激光發射器與所述激光接收器均與所述第二控制器連接，其中，
[0051]所述激光發射器發射激光束到所述反射器上，經所述反射器反射后傳輸給所述激光接收器，所述第二控制器根據所述激光發射器的位置信息和所述激光接收器的位置信息計算所述反射器的位置信息。
[0052]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0053]本發明提供的一種掘進機綜合試驗檢測系統主要由輔助斜面和兩個平臺組成，通過輔助斜面可以檢測掘進機的上下坡性能，而其在下平臺上設置多個壓力傳感器座，通過多個壓力傳感器來多方位測量所受的壓力值，然后通過多個壓力傳感器測量的壓力值計算掘進機的重量，并結合多個壓力傳感器座的位置信息計算掘進機的重心。
[0054]本發明通過選擇四個壓力傳感器座，每個壓力傳感器座均包括液壓千斤頂和壓力傳感器，在進行稱重和重心測量時由液壓千斤頂油缸頂起上平臺，讓四個壓力傳感器承擔重量，并依此計算掘進機重量及重心。
[0055]另外，本發明還通過三維測量裝置對掘進機的長、寬、高和截割部左右擺動范圍進行測量，及掘進機中心定位等。綜合上述系統可以實現對掘進機重量、重心、截割頭和鏟板臥底及截割頭左右擺動等項目測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0056]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0057]圖1為本發明實施例的部分部件結構示意圖；
[0058]圖2為圖1中俯視結構示意圖；
[0059]圖3為本發明實施例中第一壓力傳感器座的結構示意圖；
[0060]圖4為本發明實施例中第一壓力傳感器的結構示意圖；
[0061]圖5為圖4的俯視不意圖；
[0062]圖6為本發明實施例中為計算掘進機重心所建立的坐標示意圖；
[0063]圖7為本發明實施例工作過程中測量掘進機的結構示意圖；
[0064]圖8為圖7的俯視不意圖。
[0065]附圖標記說明:
[0066]1、下平臺；11、第一壓力傳感器座；111、第一底座；112、第一護筒；113、第一壓力傳感器；114、第一液壓千斤頂；115、第一加強板；12、第二壓力傳感器座；13、第三壓力傳感器座；14、第四壓力傳感器座；2、上平臺；3、輔助斜面；31、第一端部；32、第二端部；33、斜板；34、加強筋；4、掘進機；5、三維測量裝置；51、移動臺；52、激光測距傳感器。
【具體實施方式】
[0067]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0068]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結合附圖，對本發明的各優選實施例作進一步說明:
[0069]本發明主要是為了解決目前掘進機的重量和重心等項目測試較難實現的問題；本發明實施例通過設置下平臺1，在下平臺I上設置多個能測量壓力的壓力傳感器座，并在多個壓力傳感器座上設置上平臺2，掘進機4通過輔助斜面可以行走到上平臺2上，通過多個壓力傳感器座來支撐上平臺2及掘進機4，可以快速測量出掘進機的重量，然后結合多個壓力傳感器的位置信息計算出掘進機的重心。
[0070]本發明另一個目的是為了便于對掘進機的長、寬、高和截割部左右擺動范圍進行測量，及掘進機中心定位。為實現該目的，本發明實施例中還在下平臺I周邊設置三維測量裝置5，通過三維測量裝置5的激光測距傳感器52在移動臺51移動測量掘進機4的各部分空間坐標，來計算出掘進機4的長、寬、高和截割部左右擺動范圍及掘進機4中心坐標。
[0071]請參見圖1-圖8所示，圖中示出一種掘進機綜合試驗檢測系統，下平臺1、上平臺2、輔助斜面3、第一控制器(圖中未示出)和三維測量裝置5。下平臺I的四個邊角部位分別固定有四個壓力傳感器座，分別為第一壓力傳感器座11、第二壓力傳感器座12、第三壓力傳感器座13和第四壓力傳感器座14 ;上平臺2固定在第一壓力傳感器座11、第二壓力傳感器座12、第三壓力傳感器座13和第四壓力傳感器座14上；第一壓力傳感器座11、第二壓力傳感器座12、第三壓力傳感器座13和第四壓力傳感器座14均與所述第一控制器連接。第一控制器可以根據四個壓力傳感器座所測量的壓力值及四個壓力傳感器座的位置信息計算掘進機的重量和重心。
[0072]具體為，如圖1、圖2、圖7和圖8所示，下平臺I大體成長方體結構，上平臺2也為長方體結構，體積略大于下平臺I的體積，這樣，上平臺2可以扣在下平臺I上；在下平臺I的四個邊角上分別固定第一壓力傳感器座11、第二壓力傳感器座12、第三壓力傳感器座13和第四壓力傳感器座14，四個壓力傳感器座用于支撐上平臺2，以使上平臺2所受到的壓力可以通過四個壓力傳感器座測量得出。
[0073]四個壓力傳感器座的結構基本相同，下面以第一壓力傳感器座的結構來舉例說明，為區別四個壓力傳感器座的結構，第一壓力傳感器座11、第二壓力傳感器座12、第三壓力傳感器座13和第四壓力傳感器座14中的部件分別以第一、第二、第三及第四來區別命名；如圖3、圖4和圖5所示，所述第一壓力傳感器座11包括:第一底座111、第一護筒112、第一壓力傳感器113和第一液壓千斤頂114，其中，第一護筒112設置在所述第一底座111上；第一壓力傳感器113設置在第一護筒112內，第一壓力傳感器113連接第一控制器；第一液壓千斤頂114也設置在第一護筒112內并位于第一壓力傳感器113上側；第一護筒112外固定有多個第一加強板115。
[0074]通過設置第一底座111，便于第一壓力傳感器113承重量更大，將第一壓力傳感器113和第一液壓千斤頂114設置在第一護筒112內，可以集中支撐力于一個部位，防止壓力分散，而且，通過第一液壓千斤頂114頂起上平臺2，上平臺2支撐掘進機2，使掘進機2的重量通過第一液壓千斤頂114傳遞給第一壓力傳感器113，以此來測量上平臺2上的掘進機4的重量；優選地，為了提高第一護筒112的強度，在第一護筒112外還設置第一加強板
115。
[0075]與第一壓力傳感器座11結構相似的第二壓力傳感器座12包括第二底座，設置在第二底座上的第二護筒；設置在第二護筒內的第二壓力傳感器，第二壓力傳感器也連接第一控制器；設置在第二護筒內并位于第二壓力傳感器上的第二液壓千斤頂，第二護筒外固定有多個第二加強板；具體結構可以參照上述第一壓力傳感器座11結構，在此不再贅述。
[0076]與第一壓力傳感器座11結構相似的第三壓力傳感器座13包括:第三底座，設置在第三底座上的第三護筒；設置在第三護筒內的第三壓力傳感器，第三壓力傳感器連接第一控制器；設置在第三護筒內并位于第三壓力傳感器上的第三液壓千斤頂，所述第三護筒外固定有多個第三加強板；具體結構可以參照上述第一壓力傳感器座11結構，在此不再贅述。
[0077]與第一壓力傳感器座11結構相似的第四壓力傳感器座14包括:第四底座，設置在第四底座上的第四護筒；設置在第四護筒內的第四壓力傳感器，第四壓力傳感器連接第一控制器；設置在第四護筒內并位于第四壓力傳感器上的第四液壓千斤頂，第四護筒外固定有多個第四加強板；具體結構可以參照上述第一壓力傳感器座11結構，在此不再贅述。
[0078]第一控制器根據第一壓力傳感器113測量的壓力值G1、第二壓力傳感器測量的壓力值G2、第三壓力傳感器測量的壓力值G3和第四壓力傳感器計所測量的壓力值G4計算所述掘進機4的重量G = G1+G2+G3+G4。
[0079]在計算掘進機重心時，需要結合四個壓力傳感器的位置信息測量，首先可以第一壓力傳感器的位置為原點(即測量壓力值Gl的位置處為原點)，建立X-Y坐標系，如圖6所示，第二壓力傳感器(即測量壓力值G2的位置處)與第一壓力傳感器(即測量壓力值Gl的位置處)的距離為3000mm ;第四壓力傳感器(即測量壓力值G4的位置處)與第一壓力傳感器(即測量壓力值Gl的位置處)距離為5000mm。通過公式
[0080]G*X = (G3+G4)*5000 G*Y = (Gl+G2)*3000 得出重心坐標:
[0081]X= (G3+G4) *5000/G Y= (G1+G2) *3000/G
[0082]通四個壓力傳感器測量的壓力值，并結合四個壓力值的位置信息，可以方便快速地測量出掘進機的重量和重心。
[0083]由于上平臺2與下平臺I間隔一定的高度，所以，為了便于掘進機4能夠順利到達上平臺2，本發明實施例中還提供了一個輔助掘進機4爬坡的輔助斜面3，如圖1、圖2、圖7和圖8所示，輔助斜面3包括第一端部31和第二端部32，第一端部31的高度低于第二端部32的高度，第二端部32靠在所述上平臺2的側邊；輔助斜面3還在所述第一端部31與所述第二端部32之間設置有斜板33 ;斜板33上固定有多個用于輔助掘進機爬坡的加強筋34，該加強筋34的結構可以與第二端部32連接所述上平臺2的側邊平行設置，即提高輔助斜面3的強度，又便于掘進機4爬坡到上平臺2上。
[0084]當然，在其他實施例中，下平臺I可以固定三個、五個或六個或者更多個壓力傳感器座，上平臺2固定在多個壓力傳感器座上；多個壓力傳感器座連接第一控制器，第一控制器根據多個壓力傳感器座的位置信息及測量的壓力值計算掘進機4的重量和重心。具體結構可以參照上述結構設置，在此不再贅述。
[0085]另外，為實現本發明的另一目的，對掘進機的長、寬、高和截割部左右擺動范圍進行測量，以及對掘進機中心定位，本發明實施例還包括三維測量裝置5，如圖7和圖8所示，三維測量裝置5可移動地設置在下平臺I的周邊區域。
[0086]如圖7和圖8所示，三維測量裝置5包括移動臺51、激光測距傳感器52、反射器(圖中未示出)和第二控制器(圖中未示出)，其中，激光測距傳感器52安裝在移動臺51上；第二控制器與移動臺51和激光測距傳感器52連接，反射器安裝到掘進機4上并與激光測距傳感器52對應。
[0087]具體為，移動臺51內設置有控制其移動的步進電機；步進電機連接第二控制器，第二控制器根據步進電機輸出端轉動的圈數計算所述激光測距傳感器32所處的位置信息。激光測距傳感器32包括激光發射器和激光接收器，激光發射器與所述激光接收器均與第二控制器連接，其中，激光發射器發射激光束到反射器上，經所述反射器反射后傳輸給激光接收器，第二控制器根據激光發射器的位置信息、激光接收器位置信息及接收的反射后的激光束來計算所述反射器位置信息。
[0088]由于反射器安裝在掘進機4上，所以，可以通過反射器來確定掘進機檢測部位的空間坐標，并依次對掘進機的長、寬、高和截割部左右擺動范圍進行測量，然后根據各部分的空間坐標確定掘進機的中心。
[0089]上平臺與下平臺的高度差大于掘進機的臥底深度，以便于對掘進機的截割部和鏟板的臥底測試。
[0090]本發明實施例的結構原理為，如圖1-圖8所示，輔助斜面3是用于掘進機4上、下試驗臺用的，上平臺2需要放置在下平臺I上，掘進機4的試驗要在上平臺2上進行，利用上平臺2與下平臺I底部的高度差進行掘進機4的截割部和鏟板的臥底項目測試，掘進機4三維空間坐標可以通過三維測量裝置進行測量，三維測量裝置可以準確測量掘進機的截割頭空間坐標和鏟板臥底空間坐標及截割頭左右擺動距離的空間坐標，機體的長寬高等項目。
[0091]在下平臺I上設置四個壓力傳感器座，每個壓力傳感器座內均設置有液壓千斤頂，上平臺2由四個壓力傳感器座內的液壓千斤頂頂起，由壓力傳感器座內的壓力傳感器承擔掘進機4的重量，并通過第一控制器計算掘進機4的重量和重心。
[0092]掘進機進行尺寸測量時靠三維測量裝置中的第二控制器、步進電機、激光發射器、激光接收器及掘進機上的反射器對空間目標進行跟蹤并實時測量目標的空間三維坐標。可以實現掘進機的長、寬、高和截割部左右擺動范圍進行測量。
[0093]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，包括: 下平臺(I)，所述下平臺(I)上固定多個壓力傳感器座； 上平臺(2)，所述上平臺(2)固定在所述多個壓力傳感器座上； 輔助斜面(3)，包括第一端部(31)和第二端部(32)，所述第一端部(31)的高度低于所述第二端部(32)的高度，所述第二端部(32)抵靠在所述上平臺(2)的側邊上； 第一控制器，與所述多個壓力傳感器座連接，用于根據所述多個壓力傳感器座的位置信息及測量的壓力值計算所述掘進機(4)的重量和重心。
2.根據權利要求1所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述下平臺(I)上固定有第一壓力傳感器座(11)、第二壓力傳感器座(12)、第三壓力傳感器座(13)和第四壓力傳感器座(14)； 所述上平臺(2)固定在所述第一壓力傳感器座(11)、所述第二壓力傳感器座(12)、所述第三壓力傳感器座(13)和所述第四壓力傳感器座(14)上； 所述第一壓力傳感器座(11)、所述第二壓力傳感器座(12)、所述第三壓力傳感器座(13)和所述第四壓力傳感器座(14)均與所述第一控制器連接。
3.根據權利要求2所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述第一壓力傳感器座(11)包括: 第一底座(111)， 設置在所述第一底座(111)上的第一護筒(112); 設置在所述第一護筒(112)內的第一壓力傳感器(113)，所述第一壓力傳感器(113)連接所述第一控制器； 設置在所述第一護筒(112)內并位于所述第一壓力傳感器(113)上的第一液壓千斤頂(114);和 / 或， 所述第二壓力傳感器座(12)包括: 第二底座， 設置在所述第二底座上的第二護筒； 設置在所述第二護筒內的第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器連接所述第一控制器; 設置在所述第二護筒內并位于所述第二壓力傳感器上的第二液壓千斤頂；和/或， 所述第三壓力傳感器座(13)包括: 第三底座， 設置在所述第三底座上的第三護筒； 設置在所述第三護筒內的第三壓力傳感器，所述第三壓力傳感器連接所述第一控制器; 設置在所述第三護筒內并位于所述第三壓力傳感器上的第三液壓千斤頂；和/或， 所述第四壓力傳感器座(14)包括: 第四底座， 設置在所述第四底座上的第四護筒； 設置在所述第四護筒內的第四壓力傳感器，所述第四壓力傳感器連接所述第一控制器； 設置在所述第四護筒內并位于所述第四壓力傳感器上的第四液壓千斤頂。
4.根據權利要求3所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述第一控制器根據所述第一壓力傳感器(113)、所述第二壓力傳感器、所述第三壓力傳感器和所述第四壓力傳感器計所測量的壓力值計算所述掘進機(4)的重量； 所述第一控制器根據所述掘進機(4)的重量及所述第一壓力傳感器(113)、所述第二壓力傳感器、所述第三壓力傳感器和所述第四壓力傳感器計的位置信息計算所述掘進機(4)的重心。
5.根據權利要求3所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述第一護筒(112)外固定有多個第一加強板(115);和/或， 所述第二護筒外固定有多個第二加強板；和/或， 所述第三護筒外固定有多個第三加強板；和/或， 所述第四護筒外固定有多個第四加強板。
6.根據權利要求1所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述輔助斜面(3)還在所述第一端部(31)與所述第二端部(32)之間設置有斜板(33); 所述斜板(33)上固定有多個用于輔助所述掘進機爬坡的加強筋(34)。
7.根據權利要求1-6任一項所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，還包括設置在所述下平臺(I)周邊區域且可移動的三維測量裝置(5)。
8.根據權利要求7所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述三維測量裝置(5)包括: 移動臺(51)； 安裝在所述移動臺(51)上的激光測距傳感器(52); 與所述移動臺(51)和所述激光測距傳感器(52)連接的第二控制器， 與所述激光測距傳感器(52)對應并用于安裝到所述掘進機(4)上的反射器。
9.根據權利要求8所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述移動臺(51)內設置有控制其移動的步進電機； 所述步進電機連接所述第二控制器，所述第二控制器根據所述步進電機輸出端轉動的圈數計算所述激光測距傳感器(52)的位置信息。
10.根據權利要求9所述的掘進機綜合試驗檢測系統，其特征在于，所述激光測距傳感器(52)包括:激光發射器和激光接收器，所述激光發射器與所述激光接收器均與所述第二控制器連接，其中， 所述激光發射器發射激光束到所述反射器上，經所述反射器反射后傳輸給所述激光接收器，所述第二控制器根據所述激光發射器的位置信息和所述激光接收器的位置信息計算所述反射器的位置信息。
【文檔編號】G01D21/02GK104482962SQ201410683256
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】魯顯春, 徐春鳳, 朱曉春 申請人:三一重型裝備有限公司