采煤机负载位置载荷分析方法技术

本发明专利技术提供一种采煤机负载位置载荷分析方法，其包括步骤：S1：采集一目标采煤机的当前位置数据和载荷数据；S2：根据所述当前位置数据和所述载荷数据形成三维谱图并通过一人机交互终端进行显示；S3：根据所述三维谱图对所述目标采煤机进行牵引系统位置载荷谱图分析和截割系统位置载荷谱图分析，获得分析结果；S4：将所述分析结果应用于所述目标采煤机的自动截割控制中。本发明专利技术的一种采煤机负载位置载荷分析方法，有利于展示采煤机实际工况情况，便于用户快速判断采煤机工作状态，具有精度高、操作便捷和用户体验好的优点。

Coal mining machine, load position, load analysis method

The invention provides a shearer load load location analysis method comprises the steps of: S1: a target acquisition shearer's current position and load data; S2: according to the current position data and the load data to form a three-dimensional spectrum and displayed through a man-machine interactive terminal; S3: according to the three-dimensional spectrum of traction system load location spectrum analysis and cutting system load location spectrum analysis on the target machine, analysis of the results obtained; S4: the results of the analysis are applied to the target of the shearer automatic cutting control. The position of the load analysis method of coal mining machine of the invention, is conducive to the actual condition of coal mining machine display, easy for users to quickly judge the working state of coal mining machine, with high precision, convenient operation and good user experience.

【技术实现步骤摘要】
采煤机负载位置载荷分析方法
本专利技术涉及负载载荷分析方法领域，尤其涉及一种采煤机负载位置载荷分析方法。
技术介绍
目前采煤机电控系统的人机界面中，采煤机牵引部、截割部负载电流仅是以时间-电流曲线的方式进行展示，这种展示仅可用于判断采煤机牵引电机及截割电机的负载情况，并作为电机健康状态的一种辅助判据。但在实际工作时，采煤机所在位置二维空间点(工作面走向方向坐标及采煤机行走方向坐标值)的负载电流幅值还受到此时采煤机姿态信息、工作面煤层地质条件信息、牵引速度以及行走部机械啮合信息等的复合叠加影响。因此现有的采煤机荷载分析方法普遍具有较大的误差，且不便于用户快速判断采煤机的工作状态，影响用户的使用体验。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种采煤机负载位置载荷分析方法，有利于展示采煤机实际工况情况，便于用户快速判断采煤机工作状态，具有精度高、操作便捷和用户体验好的优点。为了实现上述目的，本专利技术提供一种采煤机负载位置载荷分析方法，包括步骤：S1：采集一目标采煤机的当前位置数据和载荷数据；S2：根据所述当前位置数据和所述载荷数据形成一三维谱图并通过一人机交互终端进行显示；S3：根据所述三维谱图对所述目标采煤机进行牵引系统位置载荷谱图分析和截割系统位置载荷谱图分析，获得分析结果；S4：将所述分析结果应用于所述目标采煤机的自动截割控制中。优选地，所述三维谱图包括三维谱图，根据所述当前位置数据确定所述三维谱图的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标；根据所述载荷数据确定所述三维谱图的坐标点的Z轴坐标；且所述三维谱图利用色图矩阵对不同数值的所述载荷数据进行区分。优选地，所述利用色图矩阵对不同数值的所述载荷数据进行区分步骤进一步包括：获取所述三维谱图中各坐标点的所述Z轴坐标的最大值和最小值，并将所述最大值和所述最小值作为所述色图矩阵的取值范围；将所述取值范围按照固定间距分成多个取值段并将每一所述取值段对应一不同的颜色；将所述三维谱图中的每一所述坐标点与该所述坐标点的Z轴坐标所在的一所述取值段所对应的颜色匹配；在所述三维谱图中将各所述坐标点显示为各所述坐标点所匹配的颜色。优选地，拥有较大Z轴坐标数值的所述取值段所对应的颜色比拥有较小Z轴坐标数值的所述取值段所对应的颜色深。优选地，所述牵引系统位置载荷谱图分析中：将所述三维谱图、所述目标采煤机的一啮合曲线和一速度曲线进行分离归一化比较；所述截割系统位置载荷谱图分析中：将所述目标采煤机的所述啮合曲线和一速度曲线进行复合归一化比较。优选地，将所述目标采煤机切割一刀煤的运行时间作为一个工作周期，所述啮合曲线为所述目标采煤机在一个所述工作周期内，所述目标采煤机的行走轮与一销排间的机械啮合曲线；所述速度曲线为所述目标采煤机在一个所述工作周期内，在不同位置时的牵引速度曲线。优选地，所述将所述三维谱图与所述目标采煤机的一啮合曲线和一速度曲线进行分离归一化比较进一步包括步骤：根据所述三维谱图在一所述工作周期内的负载数据，获得一第一负载曲线；将所述三维谱图转化为一二维谱图并显示，根据所述当前位置数据确定所述二维谱图的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标；根据所述载荷数据确定所述二维谱图的坐标点显示的颜色深浅；将所述啮合曲线在一所述工作周期内的啮合曲线无量纲化处理，并对幅值标幺化，获得一归一化啮合曲线；在一所述工作周期内将所述速度曲线的幅值对所述目标采煤机的一额定最大速度进行标幺化处理，获得一归一化速度曲线；将所述第一负载曲线与加权后的所述归一化啮合曲线进行比较处理，并进行反傅里叶变换，获得一第二负载曲线；将所述第二负载曲线与所述归一化速度曲线与加权后的归一化速度曲线在时域范围内进行比较处理，获得一工况趋势性曲线；对所述工况趋势性曲线进行时频域分析，获得所述目标采煤机的牵引电机的负载工况信息。优选地，根据所述当前位置数据确定所述二维谱图的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标；根据所述载荷数据确定所述二维谱图的坐标点显示的颜色深浅。优选地，所述二维谱图的坐标点的所述载荷数据数值越大所显示的颜色越深。优选地，所述将所述目标采煤机的所述啮合曲线和一速度曲线进行复合归一化比较进一步包括步骤：处理所述工况趋势性曲线与所述归一化速度曲线，获得一组趋势项曲线，根据所述趋势项曲线对所述第一负载曲线进行消除趋势处理，获得一绝对负载曲线；对所述绝对负载曲线进行频谱分析，并参照所述目标采煤机的截割系统的受力情况，获得所述截割系统的负载工况信息。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：将采煤机位置信息和载荷信息以三维谱图的形式展示，可以有利于展示采煤机实际工况情况，便于用户快速判断采煤机工作状态，提高用户体验。对所述目标采煤机进行牵引系统位置载荷谱图分析用于判断牵引系统在不同位置时的工作状态及地质工况趋势性描绘。所述目标采煤机进行截割系统位置载荷谱图分析用于判断截割系统在不同位置时的工作状态。将该分析结果用于采煤机自动截割控制中，可作为自动截割控制时的采煤机滚筒牵引速度、截割深度及摇臂高度控制的辅助判断依据。附图说明图1为本专利技术实施例的采煤机负载位置载荷分析方法的流程图；图2为本专利技术实施例的三维谱图；图3为本专利技术实施例的二维谱图；图4为本专利技术实施例的人机交互终端显示三维谱图的第一显示界面；图5为本专利技术实施例的人机交互终端显示二维谱图的第二显示界面。具体实施方式下面根据附图1～图5，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。请参阅图1，本专利技术实施的一种采煤机负载位置载荷分析方法，包括步骤：S1：采集一目标采煤机的当前位置数据和载荷数据。其中，当前位置数据为目标采煤机工作状态下的二维平面数据，其包括目标采煤机的一行走方向位置坐标和一工作面走向方向位置坐标。载荷数据包括目标采煤机的一左截割电机电流、一右截割电机电流、一左牵引电机电流和一右牵引电机电流。采集时可利用目标采煤机机身安装的传感设备进行数据的获取。传感设备包括：采煤机位置传感器、采煤机截割电机电流传感器、采煤机牵引电机电流传感器和采煤机控制系统中包含的传感器信号采集单元。S2：根据当前位置数据和载荷数据形成三维谱图并通过一人机交互终端进行显示。本实施例中，根据当前位置数据确定三维谱图的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标；根据载荷数据确定三维谱图坐标点的Z轴坐标。其中，行走方向位置坐标作为X轴坐标；工作面走向方向位置坐标作为Y轴坐标；Z轴值为目标采煤机在对应位置坐标点的左截割电机、右截割电机、左牵引电机或右牵引电机的电流值。同时，三维谱图利用色图矩阵对不同数值的载荷数据进行区分。利用色图矩阵对不同数值的载荷数据进行区分步骤进一步包括：获取三维谱图中各坐标点的Z轴坐标的最大值和最小值，并将最大值和最小值作为色图矩阵的取值范围；将取值范围按照固定间距分成多个取值段并将每一取值段对应一不同的颜色；将三维谱图中的每一坐标点与该坐标点的Z轴坐标所在的一取值段所对应的颜色匹配；在三维谱图中将各坐标点显示为各坐标点所匹配的颜色。其中，拥有较大Z轴坐标数值的取值段所对应的颜色比拥有较小Z轴坐标数值的取值段所对应的颜色深。本实施例中，形成的三维谱图图形请参见图2，其呈三维瀑布图的形式显示，当前位置数据和载荷数据集中显示在该三维谱图中。S3：根据三维谱图对目标采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤机负载位置载荷分析方法，包括步骤：S1：采集一目标采煤机的当前位置数据和载荷数据；S2：根据所述当前位置数据和所述载荷数据形成三维谱图并通过一人机交互终端进行显示；S3：根据所述三维谱图对所述目标采煤机进行牵引系统位置载荷谱图分析和截割系统位置载荷谱图分析，获得分析结果；S4：将所述分析结果应用于所述目标采煤机的自动截割控制中。

【技术特征摘要】
1.一种采煤机负载位置载荷分析方法，包括步骤：S1：采集一目标采煤机的当前位置数据和载荷数据；S2：根据所述当前位置数据和所述载荷数据形成三维谱图并通过一人机交互终端进行显示；S3：根据所述三维谱图对所述目标采煤机进行牵引系统位置载荷谱图分析和截割系统位置载荷谱图分析，获得分析结果；S4：将所述分析结果应用于所述目标采煤机的自动截割控制中。2.根据权利要1所述的采煤机负载位置载荷分析方法，其特征在于，根据所述当前位置数据确定所述三维谱图的坐标点的X轴坐标和Y轴坐标；根据所述载荷数据确定所述三维谱图的坐标点的Z轴坐标；且所述三维谱图利用色图矩阵对不同数值的所述载荷数据进行区分。3.根据权利要2所述的采煤机负载位置载荷分析方法，其特征在于，所述利用色图矩阵对不同数值的所述载荷数据进行区分步骤进一步包括：获取所述三维谱图中各坐标点的所述Z轴坐标的最大值和最小值，并将所述最大值和所述最小值作为所述色图矩阵的取值范围；将所述取值范围按照固定间距分成多个取值段并将每一所述取值段对应一不同的颜色；将所述三维谱图中的每一所述坐标点与该所述坐标点的Z轴坐标所在的一所述取值段所对应的颜色匹配；在所述三维谱图中将各所述坐标点显示为各所述坐标点所匹配的颜色。4.根据权利要3所述的采煤机负载位置载荷分析方法，其特征在于，拥有较大Z轴坐标数值的所述取值段所对应的颜色比拥有较小Z轴坐标数值的所述取值段所对应的颜色深。5.根据权利要4所述的采煤机负载位置载荷分析方法，其特征在于，所述牵引系统位置载荷谱图分析中：将所述三维谱图、所述目标采煤机的一啮合曲线和一速度曲线进行分离归一化比较；所述截割系统位置载荷谱图分析中：将所述目标采煤机的所述啮合曲线和一速度曲线进行复合归一化比较。6.根据权利要5所述的采煤机负载位置载荷分析方法，其特征在于，将所述目标采煤机切割一刀煤的运行时间作为一个工作周期，所述啮合曲线为所述目标采煤机在一个所述工作周期内，所述目标采煤机的行走轮与一销...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱锦波，庒德玉，钱江泳，袁安祥，郭岱，
申请(专利权)人：天地上海采掘装备科技有限公司，天地科技股份有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：上海,31