一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统与方法，该检测系统由刮板输送机和安装在刮板输送机两端的两个检测车组成，检测车骑跨在刮板输送机上，在需要检测刮板输送机平直度时，检测车沿刮板输送机运动，其内部的惯性测量单元和编码器采集相关运动数据，经控制器模块处理得到平直度信息，最后将平直度发送至外部控制装置。本发明专利技术避免了将传感器直接安装在采煤机上，克服了采煤机振动、运动速度缓慢对平直度检测的不利影响，降低了对传感器的性能要求，可以在成本更低的前提下，更加高效、精确地测量工作面的平直度。

A straightness detection system and method of scraper conveyor in fully mechanized face

【技术实现步骤摘要】
一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统与方法
本专利技术涉及煤矿开采
，特别涉及一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统及检测方法。
技术介绍
煤矿智能化综采工作面要实现长时间、无人化开采，必须保证整个工作面在实时推进过程中也可以保持较好的直线度。若工作面出现较大的弯曲起伏，需要立即停止生产，人为调直工作面后再开始正常生产工作，大大降低了生产效率，极大地制约了煤矿智能化综采工作面的进一步大面积推广。现有的刮板输送机平直度检测系统一般依托于采煤机，结合惯性测量单元或编码器，实时检测工作面刮板输送机的平直度，虽然可以在短时间内保持工作面的直线度，但其还不能完全满足井下工作面的工况需求，造成这种现象的主要原因包括：1.惯性测量单元安装在采煤机机体内，由于采煤机行驶速度很慢，会造成惯性测量单元和编码器的误差长时间累积，使测量准确度下降。若想提高检测的准确度，必须采用精度更高的惯性测量单元和编码器。2.采煤机工作时会产生剧烈振动，会导致采煤机内部的惯性测量单元测量精度降低，影响刮板机平直度检测的准确度。
技术实现思路
针对上述现有依托采煤机的工作面刮板输送机平直度检测的方式所存在的问题，本专利技术专利提供了一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统，可以低成本、高效、实时、精确地测量工作面的平直度，为后续的工作面拉直提供重要的数据支撑。本专利技术所述的综采工作面刮板输送机平直度检测系统，由刮板输送机和安装在刮板输送机两端的两个检测车组成，在外部控制信号的触发下，检测车沿刮板输送机往返运动，检测运动参数并转化为刮板输送机的平直度信息，发送给外部的控制装置。所述检测车由防爆车体以及安装在防爆车体内部的供电单元、主控单元、传感单元和驱动电机组成。供电单元由电池组或外部电缆提供电能，经转换后为主控单元、传感单元和驱动电机提供工作电源；主控单元与传感单元和驱动电机连接，驱动电机根据主控单元的控制指令驱动检测车运动，传感单元检测运动参数信息并发送给主控单元；驱动电机通过传动机构与检测车的驱动轮连接。所述检测车的主控单元由控制器模块、传感器接口模块、电机驱动模块、通信模块和电源模块组成。电源模块与控制器模块、传感器接口模块、电机驱动模块、通信模块连接并提供电源；控制器模块与传感器接口模块、电机驱动模块、通信模块连接；传感器接口模块与传感单元连接；电机驱动模块与驱动电机连接。所述检测车的传感单元包括左右编码器、惯性测量单元和两个非接触式测距传感器，分别与传感器接口模块中相应的端口连接。左编码器与检测车左前轮或左后轮通过传动机构连接，用于检测左轮的里程信息，右编码器与检测车右前轮或右后轮通过传动机构连接，用于检测右轮的里程信息。两个非接触式测距传感器分别安装在检测车前后，用于测量检测车距离刮板输送机端头设备和采煤机的距离，避免在运行过程中发生碰撞。所示综采工作面刮板输送机平直度检测方法，包括以下步骤：(1)在刮板输送机两端放置两个检测车，检测车骑跨在刮板输送机上，可以沿刮板输送机运动；(2)当采煤机运行到刮板输送机端头时，启动位于刮板输送机另一端的检测车，朝采煤机方向运动，检测车通过内部的惯性测量单元和、左编码器和右编码器检测运动的角速率和比力信息、以及左右轮的里程信息；(3)在运动过程中，检测车通过非接触式测距传感器测量其与采煤机的距离，当距离小于设定值时，控制小车停止前进并开始反方向运动，同时继续采集运动的角速率和比力信息、以及左右轮的里程信息，直到检测车返回并停在初始位置；(4)检测车利用控制器模块对往返两次采集到的运动参数进行计算，得出刮板输送机的平直度信息，通过通信接口发送给外部控制装置。所述检测车的运行速度大于采煤机的运行速度。相较于依托采煤机的工作面刮板输送机平直度检测的方式，所述综采工作面刮板输送机平直度检测系统在多方面都具有明显优势：1.所述综采工作面刮板输送机平直度检测系统可以自主运行，其运行速度和运行方向完全可控，与依托采煤机的工作面刮板输送机平直度检测方式相比，所述系统不受限于采煤机较慢的运行速度，可以沿着刮板输送机快速运动，大幅缩短了测量所需时间，降低了基于惯性测量单元和编码器的平直度检测算法的累积误差，提高了检测精度。2.将所述综采工作面刮板输送机平直度检测系统和采煤机分离开，可以减少由采煤机振动所引起的惯性测量单元测量误差，有利于提高检测精度。另外，相较于依托采煤机的工作面刮板输送机平直度检测的方式，所述系统不需要对现有采煤机进行改造，降低了设备改造成本。附图说明图1是本专利技术实施例总体结构示意图图2是本专利技术实施例检测车系统结构框图图3是本专利技术实施例检测车电控系统框图图4是本专利技术实施例检测车编码器与车轮连接示意图图中，1、检测车，2、刮板输送机，11、主控单元，12、传感单元，13、驱动电机，14、供电单元，15、防爆车体，111、控制器模块，112、传感器接口，113、电机驱动模块，114、通信模块，115、电源模块，121、惯性测量单元，122左编码器，123、右编码器，124、非接触式测距传感器。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施例，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术所述的综采工作面刮板输送机平直度检测系统，如图1所示，由刮板输送机2和安装在刮板输送机2两端的两个检测车1组成，在外部控制信号的触发下，检测车1沿刮板输送机2往返运动，检测运动参数并转化为刮板输送机2的平直度信息，发送给外部的控制装置。如图2和图3所示为所述检测车1的系统结构图，所述检测车1由防爆车体15以及安装在防爆车体15内部的主控单元11、传感单元12、驱动电机13和供电单元14组成。供电单元14由电池组或外部电缆提供电能，经转换后为主控单元11、传感单元12和驱动电机13提供工作电源；主控单元11与传感单元12和驱动电机13连接，驱动电机13根据主控单元11的控制指令驱动检测车运动，传感单元12检测运动参数信息并发送给主控单元11；驱动电机13通过传动机构与检测车的驱动轮连接。所述检测车的主控单元11由控制器模块111、传感器接口模块112、电机驱动模块113、通信模块114和电源模块115组成。电源模块115与控制器模块111、传感器接口模块112、电机驱动模块113、通信模块114连接并提供电源；控制器模块111与传感器接口模块112、电机驱动模块113、通信模块114连接；传感器接口模块112与传感单元12连接；电机驱动模块113与驱动电机13连接。所述检测车的传感单元12包括惯性测量单元121、左编码器122、右编码器123和两个非接触式测距传感器124，分别与传感器接口模块112中相应的端口连接。如图4所示，编码器与车轮的连接示意图，左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统，由刮板输送机和安装在刮板输送机两端的两个检测车组成，在外部控制信号的触发下，检测车沿刮板输送机往返运动，检测运动参数并转化为刮板输送机的平直度信息，发送给外部的控制装置。/n所述检测车由防爆车体以及安装在防爆车体内部的供电单元、主控单元、传感单元和驱动电机组成。供电单元由电池组或外部电缆提供电能，经转换后为主控单元、传感单元和驱动电机提供工作电源；主控单元与传感单元和驱动电机连接，驱动电机根据主控单元的控制指令驱动检测车运动，传感单元检测运动参数信息并发送给主控单元；驱动电机通过传动机构与检测车的驱动轮连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种综采工作面刮板输送机平直度检测系统，由刮板输送机和安装在刮板输送机两端的两个检测车组成，在外部控制信号的触发下，检测车沿刮板输送机往返运动，检测运动参数并转化为刮板输送机的平直度信息，发送给外部的控制装置。
所述检测车由防爆车体以及安装在防爆车体内部的供电单元、主控单元、传感单元和驱动电机组成。供电单元由电池组或外部电缆提供电能，经转换后为主控单元、传感单元和驱动电机提供工作电源；主控单元与传感单元和驱动电机连接，驱动电机根据主控单元的控制指令驱动检测车运动，传感单元检测运动参数信息并发送给主控单元；驱动电机通过传动机构与检测车的驱动轮连接。


2.根据权利要求1所述的平直度检测系统，其特征在于，所述检测车的主控单元由控制器模块、传感器接口模块、电机驱动模块、通信模块和电源模块组成。电源模块与控制器模块、传感器接口模块、电机驱动模块、通信模块连接并提供电源；控制器模块与传感器接口模块、电机驱动模块、通信模块连接；传感器接口模块与传感单元连接；电机驱动模块与驱动电机连接。


3.根据权利要求1所述平直度检测系统，其特征在于，所述检测车的传感单元包括左右编码器、惯性测量单元和两个非接触式测距传感器，分别与传感器接口模块中相应的端口连接。左编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凤鸣，张世泰，谢传博，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，淮北矿业集团有限责任公司，淮北矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11