一种实现滚筒自动调高的采煤机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种实现滚筒自动调高的采煤机，将现有采煤机滚筒的调高原理与智能控制理论相结合，在传统采煤机的基础上增加包括模糊控制器、数据采集装置、压力传感器和电磁比例阀构成的控制系统，通过压力传感器测得调高油缸有杆腔和无杆腔的压力值，由模糊控制器根据模糊控制规则进行运算后输出控制电磁比例阀的控制信号，来改变进出调高油缸的油量，通过调高油缸活塞杆的位移最终实现截割滚筒的自动调高。该采煤机实现了滚筒自动调高的智能化控制，所采用的模糊控制方法，能够适用于不易获得精确数学模型的被控对象，同时适用于非线性系统的控制，抗干扰能力强，响应速度快，且对系统参数的变化有较强的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实现滚筒自动调高的采煤机，属于采煤机械

技术介绍
目前，在采煤机滚筒自动调高控制方面，除国内外少数先进采煤机厂家采用存储 切割模式进行高度控制外，大部分是靠人工操作进行滚筒的调高，即操作工人靠个人视力 观察，并结合截割噪音来判断采煤机滚筒是在割煤还是割岩，以便调节滚筒的垂直位置。 然而由于采煤机在工作过程中产生大量煤尘，使工作面能见度降低，而且机器本 身噪音很大，操作工人难以准确及时判断采煤机的截割状态，并及时作出合理的操作。截割 到岩石会降低截齿的使用寿命，煤中含矸量增加；或预留的顶底煤过多，造成资源的浪费； 同时人工操作调高可能使顶底板不平整，引起移架和推溜困难。解决这一问题的有效途径 就是实现采煤机滚筒调高的自动化。 中国专利文献CN202483571U公开了一种采煤机自动调高装置，其摇臂与机身相 铰接，两端分别铰接在机身和摇臂上的调高油缸，截割电机安装在摇臂上，在调高油缸上安 装有拉线传感器，在机身上安装有倾角传感器，调高油缸的控制油路上连接有电磁阀，截割 电机的输出电缆上安装有电流互感器，拉线传感器、倾角传感器、电磁阀和电流互感器分别 与可编程控制器电连接。该技术虽能实现截割滚筒的自动调高，但其精确度不高，同时 在井下复杂的作业环境下，抗干扰能力差，响应速度较慢。 中国专利文献CN202578689U记载了一种采煤机摇臂全自动实时调高装置，该调 高装置在机身上设置调高泵箱和电控箱，液压油缸中集成有用于对液压油缸的活塞伸缩量 进行实时检测的位移传感器，调高泵箱中设置有调高泵、一端与调高泵连接的供油管路和 设置在供油管路上的控制阀，供油管路的另一端与液压油缸连接，电控箱中设置有控制器 模块，电控箱的外表面上设置有与控制器模块输出端相接的显示器模块，位移传感器与控 制器模块的输出端相接。本技术利用调高油缸活塞杆的位移来进行自动化控制，虽可 实现滚筒的自动调高控制，但是其控制精度无法保证，同时针对不同煤层的地质情况很难 保证截割的准确性。 具有自动调高功能的采煤机能够提高煤炭的回采率，降低煤中的矸石、灰份等杂 质的含量，提高采煤作业效率，同时避免割岩，振动较小，降低现场空气中的岩尘含量，并实 现作业人员远离危险工作面，对安全生产、劳动保护及经济效益等方面都将会发挥巨大的 作用，对无人工作面生产将会产生革命性改变。因此，亟需设计一种实现滚筒自动调高的采 煤机。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种实现滚筒自动调高的采煤机。 本技术的技术方案如下： -种实现滚筒自动调高的采煤机，包括机身，所述机身内部设有控制箱，所述控制 箱内设有电气控制系统，在控制箱的两侧各设有一组相同的牵引部、截割部和调高油缸，所 述截割部包括摇臂和截割滚筒； 在机身内部，所述控制箱的左侧设有左牵引部和左调高油缸，控制箱的右侧依次 设有独立泵站、右牵引部和右调高油缸；所述控制箱、左牵引部、独立泵站和右牵引部之间 均通过若干个高强度液压螺栓分别连接；所述独立泵站通过液压管路分别与左调高油缸、 右调高油缸相连共同构成摇臂调高液压装置；所述左牵引部与左调高油缸连接，所述右牵 引部与右调高油缸连接； 在控制箱老塘侧的左右两侧下方位置各设有相同的左行走部和右行走部，所述左 行走部和右行走部分别与对应侧的牵引部通过螺栓固定，左、右牵引部通过牵引电机驱动 左、右行走部在刮板运输机销轨上行走； 所述摇臂的一端与相应侧的调高油缸铰接，摇臂的另一端与相应侧的截割滚筒连 接； 在机身内部，还包括控制系统，所述控制系统包括模糊控制器、数据采集装置、第 一压力传感器、第二压力传感器和电磁比例阀；所述第一压力传感器设置在相应侧调高油 缸无杆腔管路接头上，所述第二压力传感器设置在相应侧调高油缸有杆腔管路接头上，所 述电磁比例阀设置在调高液压管路上；所述第一压力传感器和第二压力传感器均与数据采 集装置连接，所述数据采集装置与模糊控制器连接，所述模糊控制器与电磁比例阀连接；所 述模糊控制器和电磁比例阀还分别与电气控制系统电连接。 优选的，所述控制系统还包括显示屏和键盘，所述显示屏和键盘均与模糊控制器 连接。 优选的，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别通过调高油缸液压锁与调高 油缸连接，所述调高油缸液压锁上开设有内螺纹孔，所述第一压力传感器和第二压力传感 器分别与内螺纹孔连接。 优选的，所述第一压力传感器和第二压力传感器均选用瑞士 KISTLER仪器股份公 司生产的型号为SM20RE250-VKC的防爆型压力变送器。 优选的，所述模糊控制器选用研华股份有限公司生产的带PCI/PCIE扩展插槽的 型号为ARK-5260的嵌入式工控机。 优选的，所述数据采集装置选用研华股份有限公司生产的型号为PCIE-1810的多 功能数据采集卡，所述PCIE-1810多功能数据采集卡插入设置在ARK-5260嵌入式工控机的 PCIE扩展插槽内。 优选的，所述电磁比例阀选用博世力士乐公司生产的型号为 4WRZE16E100-7X/6EG24ETK31A1M的不带电气位置反馈的先导三位四通比例方向阀。 本专利技术提供的一种实现滚筒自动调高的采煤机，使用过程中，其具体工作过程包 括以下步骤： (1)信号采集：在采煤机滚筒割煤作业过程中，所述第一压力传感器和第二压力 传感器分别测量调高油缸无杆腔和调高油缸有杆腔的压力信号并将压力信号传输给数据 采集装置，所述数据采集装置对压力信号进行滤波处理后得到压力原始数据，并将压力原 始数据传输给模糊控制器； (2)数据处理：所述模糊控制器内部的数据处理程序根据接收到的压力原始数据 计算出调高油缸的负载压力和负载压力变化率； (3)模糊运算：所述模糊控制器对步骤（2)中计算出的负载压力和负载压力变化 率进行模糊化处理，在其对应的模糊子集上由隶属度当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现滚筒自动调高的采煤机，其特征在于，包括机身，所述机身内部设有控制箱，所述控制箱内设有电气控制系统，在控制箱的两侧各设有一组相同的牵引部、截割部和调高油缸，所述截割部包括摇臂和截割滚筒；在机身内部，所述控制箱的左侧设有左牵引部和左调高油缸，控制箱的右侧依次设有独立泵站、右牵引部和右调高油缸；所述控制箱、左牵引部、独立泵站和右牵引部之间均通过若干个高强度液压螺栓分别连接；所述独立泵站通过液压管路分别与左调高油缸、右调高油缸相连共同构成摇臂调高液压装置；所述左牵引部与左调高油缸连接，所述右牵引部与右调高油缸连接；在控制箱老塘侧的左右两侧下方位置各设有相同的左行走部和右行走部，所述左行走部和右行走部分别与对应侧的牵引部通过螺栓固定，左、右牵引部通过牵引电机驱动左、右行走部在刮板运输机销轨上行走；所述摇臂的一端与相应侧的调高油缸铰接，摇臂的另一端与相应侧的截割滚筒连接；在机身内部，还包括控制系统，所述控制系统包括模糊控制器、数据采集装置、第一压力传感器、第二压力传感器和电磁比例阀；所述第一压力传感器设置在相应侧调高油缸无杆腔管路接头上，所述第二压力传感器设置在相应侧调高油缸有杆腔管路接头上，所述电磁比例阀设置在调高液压管路上；所述第一压力传感器和第二压力传感器均与数据采集装置连接，所述数据采集装置与模糊控制器连接，所述模糊控制器与电磁比例阀连接；所述模糊控制器和电磁比例阀还分别与电气控制系统电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆良，张海忠，张鑫，万丽荣，王亮，仉毅，王成龙，刘志海，王新超，高忠燕，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37