一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置制造方法及图纸

基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，属于煤岩截割技术领域。所述煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆；主动激励装置包括第一调高曲臂、第一支撑箱体、主动激励源和第一行走部，第一调高曲臂的一端铰接在第一支撑箱体上，另一端与主动激励源连接，第一行走部安装在第一支撑箱体上；红外热图像采集装置包括第二调高曲臂、第二支撑箱体、红外热像仪、无线信号发射装置和第二行走部，第二调高曲臂的一端铰接在第二支撑箱体上，另一端与红外热像仪连接，第二行走部安装在第二支撑箱体上；无线信号发射器装置安装在第二支撑箱体上；第一电动推杆的一端与第一支撑箱体铰接，另一端与第二支撑箱体铰接。

A coal rock interface recognition device based on active excitation infrared thermal imaging

The coal rock interface recognition device based on the active excitation infrared thermal imaging belongs to the coal cutting technology field. The coal rock interface identification device includes the active excitation device, the infrared thermal image acquisition device and the first electric push rod, and the active excitation device includes the first high curvature arm, the first support box, the active excitation source and the first walking part, one end of the first high curved arm is hinged on the first support box, and the other end is with the active excitation source. The first walk part is installed on the first support box, and the infrared thermal image acquisition device includes second high curvature arm, second support box, infrared thermograph, wireless signal transmitting device, and second walking part, one end of the second tune high curved arm is hinged on the second support box, the other end is connected with the infrared thermo imager, second The walking section is mounted on the second support box; the wireless signal transmitter device is installed on the second support box; one end of the first electric push rod is articulated with the first support box, and the other end is articulated with the second support box.

【技术实现步骤摘要】
一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置
本技术涉及煤岩截割
，具体涉及一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置。
技术介绍
煤岩界面的精确识别是实现井下自动化、无人化开采的重要基础和前提，在开采前实现煤岩界面的准确识别，能够保证采煤机根据煤岩识别轨迹自动调整位姿，有效的避开岩石截割，对降低工人的劳动强度、提高开采效率、节约采煤机能耗，延长采煤机的使用寿命具有重要意义。在现有的采煤机截割过程中，煤岩界面的区分主要通过人工视觉分辨来完成，即依靠现场采煤机操作人员的视觉观察和截割噪音来判断当前采煤机滚筒的截割介质情况。然而在实际截割过程中，工作面中会产生大量煤尘，大大降低能见度，且采煤机械自身产生很大噪音，现场工作人员很难及时、准确的判断出滚筒当前的截割状态。尤其是在薄煤层工作面上，现场操作人员行走不便，很难及时对滚筒的截割高度进行调节，此时一旦遇到岩层，滚筒常常会截割进入岩石，造成截齿的严重磨损。截割岩石产生的粉尘既影响现场操作人员的身体健康，又遮挡工作视线；如果矿井中瓦斯浓度较高，岩石截割过程中产生的火花易引发爆炸等恶性事故；如果振动非常剧烈，则会引起大面积的顶岩崩塌，顶岩的大量崩落会使岩石混入原煤中，造成原煤质量下降；如果滚筒调高控制不当会造成留煤过厚，降低回采率。目前对于煤岩识别技术的研究有电流监测法、振动监测法、声发射监测法、雷达探测法以及自然γ射线探测法等多种方法。其中，英国提出的采用具有辐射特性的煤岩自然伽玛射线NGR传感器法，更适用于高瓦斯煤矿，且该方法受采煤工艺的限制，即要求预留一定厚度的顶煤，且顶、底板围岩必须同时具有放射性元素，很大程度的降低了煤炭的输出率，且适用性较差，50％的英国矿井以及90％的美国矿井采用了这一技术，而在我国适用此方法的矿井仅有20％，因而这种方法在我国的推广使用具有很大的局限性。而后，英国与美国合作研究出一种天然γ射线法，其原理是根据顶底板岩石中钾、砷、铀三大系放射性元素含量的差异而导致放射出的γ射线能量和强度不同。由于射线能量在煤层中不断衰减，通过煤层中射线能量的变化来判断煤层的厚度。此方法具有无放射源、便于管理、探测范围比较大以及传感器不易损坏等优点。但该方法不适用于顶板无放射性元素、放射性元素含量较低或煤层中夹矸太多的开采工况。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术提供了一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，所述基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆；主动激励装置包括第一调高曲臂、第一支撑箱体、主动激励源和第一行走部，第一调高曲臂的一端铰接在第一支撑箱体上，另一端与主动激励源连接，第一行走部安装在第一支撑箱体上且能带动第一支撑箱体在刮板输送机上往复行走；红外热图像采集装置包括第二调高曲臂、第二支撑箱体、红外热像仪、无线信号发射装置和第二行走部，第二调高曲臂的一端铰接在第二支撑箱体上，另一端与红外热像仪连接，第二行走部安装在第二支撑箱体上且能带动第二支撑箱体在刮板输送机上往复行走；无线信号发射器装置安装在第二支撑箱体上且与红外热像仪电连接；第一电动推杆的一端与第一支撑箱体铰接，另一端与第二支撑箱体铰接。所述第一调高曲臂包括第一曲臂、第二电动推杆和第二曲臂，第一曲臂的一端铰接在所述第一支撑箱体上，另一端与第二曲臂的一端铰接，第二曲臂的另一端与所述主动激励源连接，第二电动推杆的一端与第一曲臂的中部铰接，另一端与第二曲臂的中部铰接。所述主动激励源固连第一连接板，第一连接板与所述第二曲臂的另一端铰接，且第一连接板与第一调节电机的输出轴固连。所述第二调高曲臂包括第三曲臂、第三电动推杆和第四曲臂，第三曲臂的一端铰接在所述第二支撑箱体上，另一端与第四曲臂的一端铰接，第四曲臂的另一端与所述红外热像仪连接，第三电动推杆的一端与第三曲臂的中部铰接，另一端与第四曲臂的中部铰接。所述红外热像仪固连第二连接板，第二连接板与所述第四曲臂的另一端铰接，且第二连接板与第二调节电机的输出轴固连。所述第一行走部包括第一齿轮驱动电机、第一齿轨轮和第一行走滑靴；第一齿轮驱动电机位于所述第一支撑箱体内，第一齿轨轮位于所述第一支撑箱体外，第一齿轮驱动电机的输出轴穿过所述第一支撑箱体与第一齿轨轮连接，第一齿轨轮与所述刮板运输机的销排啮合，第一行走滑靴与所述第一支撑箱体的底部连接且架设在所述销排之上。所述第二行走部包括第二齿轮驱动电机、第二齿轨轮和第二行走滑靴；第二齿轮驱动电机位于所述第二支撑箱体内，第二齿轨轮位于所述第二支撑箱体外，第二齿轮驱动电机的输出轴穿过所述第二支撑箱体与第二齿轨轮连接，第二齿轨轮与所述刮板运输机的销排啮合，第二行走滑靴与所述第二支撑箱体的底部连接且架设在所述销排之上。所述基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置还包括红外测距装置，红外测距装置安装在所述第一支撑箱体上。本技术提供的基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别的装置及方法，对煤壁进行主动红外热激励后，通过对采集到的煤壁的降温红外热图像能够提取煤岩的温度分层特征，预先捕捉开采面的煤岩界面轨迹，使得采煤机采煤的过程中根据煤岩界面轨迹对采煤高度进行自动调节，实现采煤机沿着煤岩界面轨迹进行截割，降低采煤机截齿损耗和整机能耗，提高采煤机整机的稳定性，延长采煤机的使用寿命，提高自动化程度，减少开采面作业人员数量；所采用的主动红外热像技术性能稳定，同时抗干扰能力强，对于矿井光线较暗等复杂、恶劣的环境适应性好，且通用性较好，适合对各种类型的煤壁的煤岩界面进行识别。附图说明图1是本技术的煤岩界面识别装置安装在刮板输送机上的结构示意图；图2是本技术的基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置的结构示意图；图3是本技术的计算机与无线信号接收装置的示意图；图4是本技术的煤岩界面识别装置的识别方法流程图。其中，1第一电动推杆，2第一调高曲臂，3第一支撑箱体，4主动激励源，5第一行走部，6刮板输送机，7第二调高曲臂，8第二支撑箱体，9红外热像仪，10无线信号发射装置，11第二行走部，12煤壁，13第一曲臂，14第二电动推杆，15第二曲臂，16第一连接板，17第一调节电机，18第三曲臂，19第三电动推杆，20第四曲臂，21第二连接板，22第二调节电机，23第一齿轮驱动电机，24第一齿轨轮，25第一行走滑靴，26销排，27计算机，28第二齿轨轮，29第二行走滑靴，30主动激励区，31红外热图像采集区，32红外测距装置，33无线信号接收装置。具体实施方式为了解决现有技术存在的问题，如图1至图2所示，本技术提供了一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，该基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆1；主动激励装置包括第一调高曲臂2、第一支撑箱体3、主动激励源4和第一行走部5，第一调高曲臂2的一端铰接在第一支撑箱体3上，另一端与主动激励源4连接，第一行走部5安装在第一支撑箱体3上且能带动第一支撑箱体3在刮板输送机6上往复行走；红外热图像采集装置包括第二调高曲臂7、第二支撑箱体8、红外热像仪9、无线信号发射装置10和第二行走部11，第二调高曲臂7的一端铰接在第二支撑箱体8上，另一端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆；主动激励装置包括第一调高曲臂、第一支撑箱体、主动激励源和第一行走部，第一调高曲臂的一端铰接在第一支撑箱体上，另一端与主动激励源连接，第一行走部安装在第一支撑箱体上且能带动第一支撑箱体在刮板输送机上往复行走；红外热图像采集装置包括第二调高曲臂、第二支撑箱体、红外热像仪、无线信号发射装置和第二行走部，第二调高曲臂的一端铰接在第二支撑箱体上，另一端与红外热像仪连接，第二行走部安装在第二支撑箱体上且能带动第二支撑箱体在刮板输送机上往复行走；无线信号发射器装置安装在第二支撑箱体上且与红外热像仪电连接；第一电动推杆的一端与第一支撑箱体铰接，另一端与第二支撑箱体铰接。

【技术特征摘要】
1.一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆；主动激励装置包括第一调高曲臂、第一支撑箱体、主动激励源和第一行走部，第一调高曲臂的一端铰接在第一支撑箱体上，另一端与主动激励源连接，第一行走部安装在第一支撑箱体上且能带动第一支撑箱体在刮板输送机上往复行走；红外热图像采集装置包括第二调高曲臂、第二支撑箱体、红外热像仪、无线信号发射装置和第二行走部，第二调高曲臂的一端铰接在第二支撑箱体上，另一端与红外热像仪连接，第二行走部安装在第二支撑箱体上且能带动第二支撑箱体在刮板输送机上往复行走；无线信号发射器装置安装在第二支撑箱体上且与红外热像仪电连接；第一电动推杆的一端与第一支撑箱体铰接，另一端与第二支撑箱体铰接。2.根据权利要求1所述的基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述第一调高曲臂包括第一曲臂、第二电动推杆和第二曲臂，第一曲臂的一端铰接在所述第一支撑箱体上，另一端与第二曲臂的一端铰接，第二曲臂的另一端与所述主动激励源连接，第二电动推杆的一端与第一曲臂的中部铰接，另一端与第二曲臂的中部铰接。3.根据权利要求2所述的基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述主动激励源固连第一连接板，第一连接板与所述第二曲臂的另一端铰接，且第一连接板与第一调节电机的输出轴固连。4.根据权利要求1所述的基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述第二调高曲臂包括第三曲臂、第三电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海舰，张强，谢飞，李明枫，黄瑶，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45