掘进设备的防撞控制系统和掘进设备技术方案

本实用新型专利技术提供了一种掘进设备的防撞控制系统和掘进设备。其中，掘进设备的防撞控制系统包括：第一信号采集装置，被配置为在垂直于截割臂的轴线的平面内采集第一信号采集装置与巷道顶板之间的距离；第二信号采集装置，被配置为采集垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角；控制器，与第一信号采集装置和第二信号采集装置相连接，用于根据第一信号采集装置和第二信号采集装置采集的信号计算锚护装置与顶板沿竖直方向的距离，并基于锚护装置与顶板沿竖直方向的距离小于预设阈值，执行限位防护。本实用新型专利技术提供的掘进设备的防撞控制系统，能够避免截割臂上升或工作过程中使锚护装置与顶板剐蹭或碰撞，提高了产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
掘进设备的防撞控制系统和掘进设备
本技术涉及工程机械
，具体而言，涉及一种掘进设备的防撞控制系统和一种掘进设备。
技术介绍
目前在煤矿或隧道工作的掘进设备大多为掘锚护一体设备，由于在截割臂上增加了锚护装置，增加了截割臂的高度，进而当截割臂截割巷道的顶板时，容易使锚护装置和顶板发生剐蹭或碰撞而降低产品的可靠性。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的第一方面提出一种掘进设备的防撞控制系统。本技术的第二方面提出一种掘进设备。有鉴于此，本技术的第一方面提供了一种掘进设备的防撞控制系统，掘进设备包括截割臂和锚护装置，锚护装置设置于截割臂的上方，掘进设备的防撞控制系统包括：第一信号采集装置，第一信号采集装置被配置为在垂直于截割臂的轴线的平面内采集第一信号采集装置与巷道顶板之间的距离；第二信号采集装置，第二信号采集装置被配置为采集垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角；控制器，与第一信号采集装置和第二信号采集装置相连接，用于根据第一信号采集装置和第二信号采集装置采集的信号计算锚护装置与顶板沿竖直方向的距离，并基于锚护装置与顶板沿竖直方向的距离小于预设阈值，执行限位防护。本技术提供的掘进设备的防撞控制系统，掘进设备在巷道中工作，掘进设备包括截割臂和锚护装置，锚护装置设置于截割臂的上方并位于巷道顶板的下方，能够完成掘进作业后的支护作业。掘进设备的防撞控制系统包括第一信号采集装置、第二信号采集装置和控制器，通过第一信号采集装置被配置为在垂直于截割臂的轴线的平面内采集第一信号采集装置与巷道顶板之间的距离，由于第一信号采集装置的安装位置固定，在垂直于截割臂的轴线的平面内第一信号采集装置与锚护装置的相对位置固定，使得通过在垂直于截割臂的轴线的平面内采集的第一信号采集装置与巷道顶板之间的距离，即可计算得到在垂直于截割臂的轴线的平面内锚护装置与顶板之间的距离。通过第二信号采集装置被配置为采集垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角，当截割臂上升相对于水平面向顶板的位置倾斜时，使得通过计算在垂直于截割臂的轴线的平面内锚护装置与顶板之间的距离和垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角的余弦值的乘积，即可获得锚护装置与顶板沿竖直方向的实际距离，当控制器计算得到的距离小于预设阈值时执行限位防护，即当锚护装置与顶板沿竖直方向的实际距离小于预设阈值时，控制截割臂停止上升，能够避免截割臂继续上升使锚护装置与顶板剐蹭或碰撞，进而提高了产品的可靠性，同时，避免了掘进设备进行远程截割时，由于巷道灰尘大视线不清而无法准确控制截割臂的上升幅度而使锚护装置与巷道顶板剐蹭或碰撞的问题，进一步扩大了产品的使用范围。进一步地，通过第一信号采集装置和第二信号采集装置实时采集信号，并通过控制器即可实现包括锚护装置的掘进设备在截割臂上升过程中、或截割臂截割巷道顶板的过程中，锚护装置不会与巷道顶板剐蹭或碰撞，结构简单，易于实现，适于推广应用，大大扩大了产品的使用范围，并提高了产品的使用寿命。另外，本技术提供的上述技术方案中的掘进设备的防撞控制系统还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，进一步地，第一信号采集装置为激光测距传感器，激光测距传感器设于截割臂或掘进设备的油缸上，并被配置为由第一信号采集装置向顶板的方向发射光束，且光束与截割臂的轴线垂直。在该技术方案中，第一信号采集装置为激光测距传感器，一方面，激光测距传感器设于截割臂上，激光测距传感器被配置为由激光测距传感器向顶板的方向发射光束，且光束与截割臂的轴线垂直，即激光测距传感器发射的光束与截割臂的轴线垂直，并朝向顶板，使得激光测距传感器能够实时、准确地获取到在垂直于截割臂的轴线的平面内激光测距传感器所在位置与巷道顶板之间的距离，而由于在垂直于截割臂的轴线的平面内，截割臂相对于锚护装置的安装位置固定，使得激光测距传感器与锚护装置的位置固定，进而经过计算能够准确地获得在垂直于截割臂的轴线的平面内锚护装置与顶板之间的实际距离，有利于提高控制器的控制精度和灵敏度，进而提高产品的可靠性。另一方面，掘进设备在锚护装置的下方还设置有油缸，油缸与截割臂相连接，通过油缸动作带动截割臂上升或下降。激光测距传感器设于掘进设备的油缸缸底，如将激光测距传感器设置在相对于截割臂或锚护装置安装位置固定的部分油缸上，激光测距传感器被配置为由激光测距传感器向顶板的方向发射光束，且光束与截割臂的轴线垂直，即激光测距传感器发射的光束与截割臂的轴线垂直，并朝向顶板，使得激光测距传感器能够实时、准确地获取到在垂直于截割臂的轴线的平面内激光测距传感器所在位置与巷道顶板之间的距离，而由于在垂直于截割臂的轴线的平面内，激光测距传感器所在位置处的油缸相对于锚护装置的安装位置固定，使得激光测距传感器与锚护装置的位置固定，进而经过计算能够准确地获得在垂直于截割臂的轴线的平面内锚护装置与顶板之间的距离，有利于提高控制器的控制精度和灵敏度，进而提高产品的可靠性。进一步地，第一信号采集装置设置的位置不同能够满足截割臂、油缸、激光测距传感器不同结构的需求，有利于扩大产品的使用范围。进一步地，通过计算随着截割臂旋转和升降的激光测距传感器发出的光束与竖直方向的角度，以及激光测距传感器发射的光束采集到的激光测距传感器与顶板之间的距离，即可计算出锚护装置与巷道顶板之间的安全距离，结构简单，计算方法简单，易于实现，适于推广应用，能够提高产品的可靠性并扩大产品的使用范围，进而提高产品的市场竞争力。在上述任一技术方案中，进一步地，第二信号采集装置为倾角传感器，倾角传感器设于截割臂或油缸上。在该技术方案中，第二信号采集装置为倾角传感器，一方面，倾角传感器设于截割臂上，通过设于截割臂上的倾角传感器能够直接、准确地采集到截割臂的轴线相对于水平面的夹角，由于垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角和截割臂的轴线与水平面的夹角相等，进而通过设置在截割臂上的倾角传感器能够快速、准确地获取垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角，有利于提高控制系统的控制精度和灵敏度。另一方面，倾角传感器设于油缸上，由于油缸驱动截割臂上升或下降，进而通过采集截割臂位于水平位置至截割臂上升至一定位置处油缸角度的变化量，即可得到上升后截割臂与水平面的夹角，同样能够得到垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角，操作简单，易于实现。进一步地，倾角传感器设于截割臂或油缸上，能够满足截割臂、油缸、倾角传感器不同结构的需求，有利于扩大产品的使用范围。在上述任一技术方案中，进一步地，基于倾角传感器设于油缸上，倾角传感器的一端与油缸的缸体相连接，另一端与油缸的缸底相连接。在该技术方案中，基于倾角传感器设于油缸上，倾角传感器的一端与油缸的缸体连接，另一端与油缸的缸底相连接，使得通过缸体相对于缸底的倾斜角度即可了解油缸的倾斜角度，进而得到截割臂的轴线相对于水平面的夹角，即得到垂直于截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角，能够保证采集的结果准确，可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掘进设备的防撞控制系统，所述掘进设备包括截割臂和锚护装置，所述锚护装置设置于所述截割臂的上方，其特征在于，所述掘进设备的防撞控制系统包括：/n第一信号采集装置，所述第一信号采集装置被配置为在垂直于所述截割臂的轴线的平面内采集所述第一信号采集装置与巷道顶板之间的距离；/n第二信号采集装置，所述第二信号采集装置被配置为采集垂直于所述截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角；/n控制器，与所述第一信号采集装置和所述第二信号采集装置相连接，用于根据所述第一信号采集装置和所述第二信号采集装置采集的信号计算所述锚护装置与所述顶板沿竖直方向的距离，并基于所述锚护装置与所述顶板沿竖直方向的距离小于预设阈值，执行限位防护。/n

【技术特征摘要】
1.一种掘进设备的防撞控制系统，所述掘进设备包括截割臂和锚护装置，所述锚护装置设置于所述截割臂的上方，其特征在于，所述掘进设备的防撞控制系统包括：
第一信号采集装置，所述第一信号采集装置被配置为在垂直于所述截割臂的轴线的平面内采集所述第一信号采集装置与巷道顶板之间的距离；
第二信号采集装置，所述第二信号采集装置被配置为采集垂直于所述截割臂的轴线的平面与竖直方向的夹角；
控制器，与所述第一信号采集装置和所述第二信号采集装置相连接，用于根据所述第一信号采集装置和所述第二信号采集装置采集的信号计算所述锚护装置与所述顶板沿竖直方向的距离，并基于所述锚护装置与所述顶板沿竖直方向的距离小于预设阈值，执行限位防护。


2.根据权利要求1所述的掘进设备的防撞控制系统，其特征在于，
所述第一信号采集装置为激光测距传感器，所述激光测距传感器设于所述截割臂或所述掘进设备的油缸上，并被配置为由所述第一信号采集装置向所述顶板的方向发射光束，且所述光束与所述截割臂的轴线垂直。


3.根据权利要求2所述的掘进设备的防撞控制系统，其特征在于，
所述第二信号采集装置为倾角传感器，所述倾角传感器设于所述截割臂或所述油缸上。


4.根据权利要求3所述的掘进设备的防撞控制系统，其特征在于，
基于所述倾角传感器设于所述油缸上，所述倾角传感器的一端与所述油缸的缸体相连接，另一端与所述油缸的缸底相连接。


5.根据权利要求2所述的掘进设备的防撞控制系统，其特征在于，
所述第二信号采集装置为所述油缸的磁滞...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚林，刘杰，
申请(专利权)人：三一重型装备有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21