一种刮板链服役状态智能监测装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种刮板链服役状态智能监测装置、系统及方法，属于链状态监测管理系统及方法。该系统的应力检测装置安装于分体式刮板上，用于检测双链系统相同耦合位置处应力变化以判定故障是否发生；图像监测模块设有高倍工业相机，安装于中部槽相同位置用于获取链系统特定区域图像特征；链节标定模块用于实时获取不同服役状态刮板链的故障位置；无线通讯模块用于应力、图像及标签等状态参数的远程传输；双链缓冲装置用于刮板链故障发生时的安全保护；智能管理平台用于信息存储处理以及整体管理调度。本发明专利技术以应变、图像和位置标签信号为参照，实现刮板机链传动系统分段监测、精准故障定位和实时统一管理，可靠性强、精准度高，具有广阔应用价值。具有广阔应用价值。具有广阔应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种刮板链服役状态智能监测装置、系统及方法


[0001]本专利技术涉及链式刮板机
，具体涉及一种刮板链服役状态智能监测装置、系统及方法。

技术介绍

[0002]刮板机链传动系统是矿井生产的“动脉”，作为典型的连续闭合传输系统，在井下运输煤炭或矸石等物料时主要起到牵引和承载作用，具有长运距、大运量和高强度等突出特点。链传动装置是典型的双链牵引挠性连续运输机构，组成部件众多、结构复杂，其工作状态直接决定了刮板机能否安全可靠运作，其中刮板链的故障失效是引发刮板输送机故障的关键因素，约占刮板机事故发生总数的52.2％，严重降低了煤矿生产效率且对井下工作人员生命安全构成重大威胁。
[0003]目前，已有的刮板链状态监测方法多以特定位置刮板链张力的理论算法分析和实验环境下定点静态测量，理论算法繁复适用性差、定点监测实用性缺乏。现有的动态监测方法存在明显的局限性，中国专利技术专利2018年3月9日公开了“一种刮板输送机断链实时监测系统及监测方法”(CN201711078198.5)，采用应变片与节点定位模块测量刮板机链环的张力和节点位置信息，旨在实时监测矿井环境下刮板输送机的断链情况。
[0004]该方案中问题如下：
[0005]1、结构设置上，将应变片平贴于在刮板链环槽内的平链环容易受到刮板和原煤挤压甚至破坏，难以测量实时应力变化，该监测系统的供电亦存在明显的不可持续性，需定期更换难以长期投入使用；
[0006]2、实施原理上，正常工况下刮板链之间的受力是波动变化的，依据左、右侧节点的应力差ΔF这一参量判定断链故障发生与否是不可行的，此外卡链故障发生同样伴随着应变的突变，数传节点随着刮板链的同步运行，其位置是实时变化的，通过接力方式进行数据传输难以达到实时监测的目的；
[0007]3、可实施性上，刮板链断裂一旦发生会引起整个链系统的连锁崩坏，引发多部件故障，在无任何安全保护措施下开展监测工作实施效果较差。
[0008]考虑受到煤矿生产环境的限制以及设备事故的危害性，极有必要探究针对刮板链服役状态的综合评定方法和维护策略，以确保链传动系统的安全可靠运行。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供一种操作灵活、精准度高、可靠性强的刮板链服役状态智能监测装置、系统及方法，通过实时分析应变、图像和位置标签参数信号，实现“应变预判，综合评估”，进而有效监测刮板链的服役状态并制定管理策略。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术按以下技术方案实现：
[0011]第一方面，本专利技术公开了一种刮板链服役状态智能监测装置，包括：
[0012]刮板链传动装置，主要由驱动链轮、刮板、圆环链和中部槽组成，通过驱动链轮与
圆环链之间的啮合作用传递运动和动力，并由刮板带动物料沿中部槽循环运输，中部槽依次并排布置并等间距区块划分统一编号；
[0013]应力检测装置，安装在两个平行布置的圆环链上，能够跟随圆环链一起运动，用于检测双链相同耦合位置处应力变化以判定故障是否发生；
[0014]图像监测模块，用于获取特定区域刮板和圆环链的实时图像特征；
[0015]链节标定模块，用于实时获取不同服役状态刮板链的故障位置；
[0016]无线通讯模块，用于应力、图像及位置标签状态参数的远程传输；
[0017]双链缓冲装置，用于刮板链故障发生时的安全保护。
[0018]在一些实施例中，所述应力检测装置包括：
[0019]分体式刮板，包括覆板、两个嵌入板和压板，覆板的顶面中部处设有覆板槽；两个嵌入板对称的安装在所述覆板的两侧，所述嵌入板中设有行走部件；压板安装在所述覆板的底面上，在所述覆板与压板之间设有用于装配圆环链及应力片的圆环链槽；
[0020]两个耦合套环，对称的安装在分体式刮板的圆环链槽内，所述耦合套环的环形内壁上下各设有一个应变槽弱耦合接触点；
[0021]应变片，张贴于应变槽弱耦合接触点，用于获取对应圆环链的应变量，且在任意分体式刮板内安装位置相同；
[0022]应变采集仪、微型电池，安装在所述覆板槽内，应变采集仪通过引线与应变片相连。
[0023]在一些实施例中，所述双链缓冲装置包括：
[0024]安装在分体式刮板上的缓冲支承，一个分体式刮板配置四个缓冲支承，其中两个缓冲支承对称的安装在所述分体式刮板一端的两侧面上，另两个缓冲支承对称的安装在所述分体式刮板另一端的两侧面上；
[0025]连接边链，相邻两个分体式刮板之间安装有两个连接边链，所述连接边链的自由端与相应的缓冲支承相连。
[0026]在一些实施例中，所述缓冲支承包括：
[0027]固定支板，用于与所述分体式刮板固定连接；
[0028]连接轴，其一端设有螺纹，以螺纹的方式安装在所述固定支板上，另一端设有凸缘结构；
[0029]开口接链环，其一端套装在所述连接轴上，且能够沿连接轴平行移动，另一端与所述连接边链相连；
[0030]一对缓冲弹簧，套装在所述连接轴上，其中一个缓冲弹簧安装在固定支板与开口接链环之间，另一个缓冲弹簧安装在凸缘结构与开口接链环之间。
[0031]在一些实施例中，所述图像监测模块包括：
[0032]用于固定在挡煤板槽帮上沿的底板；
[0033]一对对称布置在所述底板上且以相互垂直的方式安装的侧板；
[0034]一对支承板，以相互对称的方式布置在两个侧板中，且支承板与相近的侧板连接在一起，两个支承板之间安装有若干个固定套筒；
[0035]高倍工业网络相机，安装在两个支承板之间；
[0036]所述节标定模块包括：
[0037]RFID读写器，与图像监测模块并列安装于中部槽的挡煤板槽帮上沿且个数相同；
[0038]无源电子标签，具有唯一的ID编号，布置于分体式刮板上表面能够随刮板同步运行。
[0039]第二方面，本专利技术公开了一种刮板链服役状态智能监测管理系统，包括：
[0040]上述的刮板链服役状态智能监测装置；
[0041]智能管理平台，用于信息存储处理以及整体管理调度，包括：
[0042]通信服务器，用于刮板链服役过程中应变、图像和位置信息的获取；
[0043]网络云平台，用于性能指标参数与特征变量的下载、存储和交互；
[0044]计算机处理终端，用于性能指标参数与特征变量的数据处理、服役状态评估和设备管理。
[0045]第三方面，本专利技术公开了一种基于上述的刮板链服役状态智能监测管理系统的管理方法，该管理方法包括：
[0046](1)初始化刮板链服役状态智能监测管理系统的参数信息；所述参数信息包括应变变化率阈值、帧图像素差阈值、边缘标准线角度差阈值及定位标签ID；
[0047](2)在应力检测装置与链系统同步运行时对参数信息进行信号监测；
[0048](3)根据参数信息对刮板链服役状态进行判定；
[0049](4)若判定故障发生则对故障进行定位及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刮板链服役状态智能监测装置，其特征在于，包括：刮板链传动装置，主要由驱动链轮、刮板、圆环链和中部槽组成，通过驱动链轮与圆环链之间的啮合作用传递运动和动力，并由刮板带动物料沿中部槽循环运输，中部槽依次并排布置并等间距区块划分统一编号；应力检测装置，安装在两个平行布置的圆环链上，能够跟随圆环链一起运动，用于检测双链相同耦合位置处应力变化以判定故障是否发生；图像监测模块，用于获取特定区域刮板和圆环链的实时图像特征；链节标定模块，用于实时获取不同服役状态刮板链的故障位置；无线通讯模块，用于应力、图像及位置标签状态参数的远程传输；双链缓冲装置，用于刮板链故障发生时的安全保护。2.根据权利要求1所述的一种刮板链服役状态智能监测装置，其特征在于，所述应力检测装置包括：分体式刮板，包括覆板、两个嵌入板和压板，覆板的顶面中部处设有覆板槽；两个嵌入板对称的安装在所述覆板的两侧，所述嵌入板中设有行走部件；压板安装在所述覆板的底面上，在所述覆板与压板之间设有用于装配圆环链及应力片的圆环链槽；两个耦合套环，对称的安装在分体式刮板的圆环链槽内，所述耦合套环的环形内壁上下各设有一个应变槽弱耦合接触点；应变片，张贴于应变槽弱耦合接触点，用于获取对应圆环链的应变量，且在任意分体式刮板内安装位置相同；应变采集仪、微型电池，安装在所述覆板槽内，应变采集仪通过引线与应变片相连。3.根据权利要求1所述的一种刮板链服役状态智能监测装置，其特征在于，所述双链缓冲装置包括：安装在分体式刮板上的缓冲支承，一个分体式刮板配置四个缓冲支承，其中两个缓冲支承对称的安装在所述分体式刮板一端的两侧面上，另两个缓冲支承对称的安装在所述分体式刮板另一端的两侧面上；连接边链，相邻两个分体式刮板之间安装有两个连接边链，所述连接边链的自由端与相应的缓冲支承相连。4.根据权利要求3所述的一种刮板链服役状态智能监测装置，其特征在于，所述缓冲支承包括：固定支板，用于与所述分体式刮板固定连接；连接轴，其一端设有螺纹，以螺纹的方式安装在所述固定支板上，另一端设有凸缘结构；开口接链环，其一端套装在所述连接轴上，且能够沿连接轴平行移动，另一端与所述连接边链相连；一对缓冲弹簧，套装在所述连接轴上，其中一个缓冲弹簧安装在固定支板与开口接链环之间，另一个缓冲弹簧安装在凸缘结构与开口接链环之间。5.根据权利要求1所述的一种刮板链服役状态智能监测装置，其特征在于：所述图像监测模块包括：用于固定在挡煤板槽帮上沿的底板；
一对对称布置在所述底板上且以相互垂直的方式安装的侧板；一对支承板，以相互对称的方式布置在两个侧板中，且支承板与相近的侧板连接在一起，两个支承板之间安装有若干个固定套筒；高倍工业网络相机，安装在两个支承板之间；所述节标定模块包括：RFID读写器，与图像监测模块并列安装于中部槽的挡煤板槽帮上沿且个数相同；无源电子标签，具有唯一的ID编号，布置于分体式刮板上表面能够随刮板同步运行。6.一种刮板链服役状态智能监测管理系统，其特征在于，包括：权利要求1至5任一项所述的刮板链服役状态智能监测装置；智能管理平台，用于信息存储处理以及整体管理调度，包括：通信服务器，用于刮板链服役过程中应变、图像和位置信息的获取；网络云平台，用于性能指标参数与特征变量的下载、存储和交互；计算机处理终端，用于性能指标参数与特征变量的数据处理、服役状态评估和设备管理。7.一种基于权利要求6所述的刮板链服役状态智能监测管理系统的管理方法，其特征在于，该管理方法包括：(1)初始化刮板链服役状态智能监测管理系统的参数信息；所述参数信息包括应变变化率阈值、帧图像素差阈值、边缘标准线角度差阈值及定位标签ID；(2)在应力检测装置与链系统同步运行时对参数信息进行信号监测；(3)根据参数信息对刮板链服役状态进行判定；(4)若判定故障发生则对故障进行定位及应急...

【专利技术属性】
技术研发人员：张行，李雨潭，马衍颂，常向东，张传金，王珂，马超，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：