CN101726230B - 一种液压支架及其支护高度的检测装置和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压支架支护高度的检测装置，包括检测元件和控制元件；检测元件用于检测被测部件的长度变化，并得到检测信号，控制元件用于接收所述检测信号，根据预定策略计算并输出与所述液压支架的支护高度相对应的值。这样，根据被测部件的长度的实时变化，能够检测并输出实时的支护高度值，实现了液压支架支护高度的实时检测，且测量装置采用自动控制系统，具有较高的检测精度，显著地降低了劳动者的工作强度，并且显著提高了煤矿工业的现代化程度。本发明还公开了一种使用上述检测装置的检测方法，以及包括上述检测装置的液压支架。

Description

一种液压支架及其支护高度的检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及采煤设备技术领域，特别涉及一种液压支架支护高度的检测装置和检测方法。本发明还涉及一种包括上述检测装置的液压支架。 

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，煤炭等工业不断朝着机械化、自动化的方向发展，综合机械化采煤设备越来越广泛地应用于各种采煤施工中。液压支架是综合机械化采煤设备的重要组成部分，它能够可靠而有效地支撑和控制采煤工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面。 

请参考图1，图1为一种典型的液压支架的结构示意图。 

典型的液压支架一般包括底座14，底座14的适当位置安装有立柱13(立柱为液压缸的一种，通过缸杆的伸缩驱动其他部件的上下运动)，立柱13的缸底安装于上述底座14上，且其缸杆安装于伸缩梁11或者顶梁12，以通过立柱13的伸出和缩回，驱动伸缩梁11和顶梁12上升和下降。 

液压支架与采煤机配套使用，实现了综合机械化采煤，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，保障了煤矿工人的生命安全，液压支架的适应性和可靠性对综合采煤作业的安全性以及生产效率具有较大影响。 

在液压支架的工作过程中需要检测其高度，并根据施工环境的变化对液压支架的高度进行调节，从而使液压支架的高度保持在较为适合施工环境的状态。 

长期以来，在我国的煤矿施工过程中，多通过手工测量液压支架顶梁高度的方式，以得到液压支架的支护高度，而手工测量液压支架高度准确度较低，且费时费力，劳动者的工作强度较大，工作危险系 数较高；还有的施工过程，不经过测量而直接根据经验进行升架和降架等操作，工作精度较低，且无法进行冒顶等复杂工况的检测，阻碍了煤炭工业自动化、现代化的进程。 

因此，如何在提高测量精度的前提下，降低劳动者的工作强度，并提高液压支架支护高度测量的自动化程度，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种液压支架支护高度的检测装置，具有较高的测量精度，并且降低了劳动者的工作强度，提高了支护高度测量装置的自动化程度；本发明的另一目的是提供一种使用上述检测装置的检测方式；本发明的再一目的是提供一种包括上述检测装置的液压支架。 

为解决上述技术问题，本发明提供一种液压支架支护高度的检测装置，包括检测元件，用于检测被测部件的长度变化，并得到检测信号；控制元件，用于接收所述检测信号，根据预定策略计算并输出与所述液压支架的支护高度相对应的值。 

优选地，所述检测元件为安装于所述液压支架的顶梁的拉线式位移传感器；所述被测部件为所述拉线式位移传感器的拉线，所述拉线的第一端安装于所述顶梁，其第二端安装于所述液压支架的立柱的固定端。 

优选地，所述预定策略为输出函数值与所述液压支架的支护高度相对应的二次曲线。 

优选地，还包括固定板，所述拉线式位移传感器通过所述固定板安装于所述顶梁。 

优选地，还包括弹性夹，所述拉线的第二端通过所述弹性夹固定于所述立柱的固定端。 

本发明还提供一种液压支架，包括上述任一项所述的检测装置。 

本发明还提供一种液压支架支护高度的检测方法，包括以下步骤， 

1)检测被测部件的长度变化，并得到检测信号； 

2)接收所述检测信号，根据预定策略计算并输出与所述液压支架的支护高度相对应的值。 

优选地，在上述步骤1)中，通过拉线式位移传感器检测拉线(3)的长度变化，并得到所述检测信号。 

优选地，在上述步骤2)中，所述预定策略为输出函数值与所述液压支架的支护高度相对应的二次曲线。 

优选地，在上述步骤1)中，所述拉线式位移传感器通过固定板安装于所述顶梁。 

优选地，在上述步骤1)中，所述拉线的第二端通过弹性夹固定于所述立柱的固定端。 

本发明所提供的液压支架支护高度的检测装置，包括用于检测被测部件的长度变化，并得到检测信号的检测元件，以及控制元件，该控制元件用于接收所述检测元件检测到的检测信号，且根据预定策略计算并输出与支护高度相对应的值。当液压支架处于不同的支护高度时，被测部件的长度会发生变化，则产生该长度变化值相应的长度变化信号，检测元件检测到该长度变化信号，并将其传输至控制元件，控制元件接收到该长度变化信号后，根据预定策略计算并输出与支护高度相应的值，从而根据控制元件输出的支护高度确定实时的操作步骤。这样，根据被测部件的长度的实时变化，能够检测并输出实时的支护高度值，实现了液压支架支护高度的实时检测，且测量装置采用自动控制系统，具有较高的检测精度，显著地降低了劳动者的工作强度，并且显著提高了煤矿工业的现代化程度。 

在一种优选的实施方式中，上述检测元件为安装于液压支架的顶梁的拉线式位移传感器；被测部件为拉线式位移传感器的拉线，拉线的第一端安装于顶梁，第二端安装于液压支架的立柱的固定端。当立柱伸出时，驱动液压支架的顶梁升高，此时，由于拉线的第一端固定于顶梁，与顶梁一同升高，拉线的长度发生变化，拉线式位移传感器检测到拉线的长度变化信号，并将该信号传送至控制元件，以通过控制元件的计算输出支护高度。拉线式位移传感器的结构较为简单，安 装方便，且对长度变化信号的检测精度较高，具有较高的检测精确性。 

本发明所提供的液压支架支护高度的检测方法所产生的效果，与上述检测装置所具有的效果相同，在此不再赘述。 

附图说明

图1为一种典型的液压支架的结构示意图； 

图2为本发明所提供的液压支架支护高度的检测装置的系统图； 

图3为本发明所提供的液压支架一种具体实施方式的结构示意图； 

图4为图3中A部分的放大图； 

图5为本发明所提供检测方法一种具体实施方式的流程图； 

图6为本发明所提供检测方法一种具体实施方式的算法示意图。 

具体实施方式

本发明的核心是提供一种液压支架支护高度的检测装置，具有较高的测量精度，并且降低了劳动者的工作强度，提高了支护高度测量装置的自动化程度；本发明的另一核心是提供一种使用上述检测装置的检测方式；本发明的再一核心是提供一种包括上述检测装置的液压支架。 

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

请参考图2、图3以及图4，图2为本发明所提供的液压支架支护高度的检测装置的系统图；图3为本发明所提供的液压支架一种具体实施方式的结构示意图；图4为图3中A部分的放大图。 

在一种具体实施方式中，本发明所提供的液压支架支护高度的检测装置，包括用于检测被测部件的长度变化，并得到相应的检测信号的检测元件，以及用于接收所述检测信号的控制元件，控制元件在接收到上述检测信号后，根据预定策略计算并输出与支护高度相对应的数值。 

上述预定策略可以为具有适当参数的二次曲线，二次曲线方程运算较为简单，对计算器和控制器的要求较低，从而降低了支护高度检 测装置的成本；同时，二次曲线具有较高的运算精确度，从而提高了检测装置的精度。 

上述预定策略是指预先输入至控制元件的计算器中的计算方式，该预定策略可以是一段输出曲线，也可以是某种形式的函数，其具体形式可以根据实际的工作情况确定。相应地，在不同的预定策略下，控制元件输出的与液压支架的支护高度相对应的数值可能有所区别，输出的数值与支护高度之间应具有一定的对应关系，也即，得到控制元件的输出数值后，根据其与支护高度之间的对应关系，能够得到支护高度的瞬时值。 

上述检测元件可以为安装于液压支架的顶梁2的拉线式位移传感器1，被测部件即为拉线式位移传感器1的拉线3，拉线3的第一端安装于顶梁2，其第二端安装于液压支架的立柱4的固定端。当立柱4伸出时，驱动液压支架的顶梁2升高，此时，由于拉线3的第一端固定于顶梁2，与顶梁2一同升高，拉线3的长度发生变化，拉线式位移传感器1检测到拉线3的长度变化信号，并将该信号传送至控制元件，通过控制元件的计算输出与支护高度相对应的值。拉线式位移传感器的结构较为简单，安装方便，且对长度变化信号的检测精度较高，具有较高的检测精确性。 

显然地，为了保证拉线3的伸出，拉线3的总长度应至少等于立柱4的伸出长度，也可以大于立柱4的伸出长度；当然，当上述拉线3由具有弹性的材料制成时，拉线3的正常状态时的长度也可以略小于立柱4的伸出长度；上述拉线3可以缠绕于拉线式位移传感器1内部。 

上述拉线3的材料可以为常规的金属材料，例如铁等；也可以为其他能够实现使用功能的材料。 

上述检测元件也不局限于拉线式位移传感器1，检测元件的作用为检测被测部件的长度变化量，具有该功能的其他形式的部件也可以作为检测元件的具体实施方式。相应地，上述被测部件也不局限于拉线3，也可以为其他长度随液压支架的升降变化的部件。 

在上述支护高度的检测装置中，还可以包括固定于顶梁2的固定板5，拉线式位移传感器1通过固定板5安装于顶梁2，从而使得拉线式位移传感器1更便于安装和拆卸。 

上述拉线式位移传感器1还可以通过安装架7安装于固定板5上，以进一步提高拉线式位移传感器1的安装性能。 

上述液压支架的立柱4上还可以安装有弹性夹6，上述拉线3的第二端通过弹性夹6固定于立柱4的固定端；从而省略了在立柱4本体上开槽或者焊接等加工步骤，即可将拉线3固定于立柱4上，简化了加工步骤，提高了安装效率。 

显然地，上述拉线3也不局限于通过弹性夹6安装于立柱4上，也可以通过其他连接部件安装于立柱4上，这些部件可以通过螺栓可拆装地安装于立柱4上，也可以通过焊接的方式固定于立柱4上。 

当液压支架处于不同的支护高度时，被测部件的长度会发生变化，则产生该长度变化值相应的长度变化信号，检测元件检测到该长度变化信号，并将其传输至控制元件，控制元件接收到该长度变化信号后，根据预定策略计算并输出与支护高度相应的值，从而根据控制元件输出的支护高度确定实时的操作步骤。这样，根据被测部件的长度的实时变化，能够检测并输出实时的支护高度值，实现了液压支架支护高度的实时检测，且测量装置采用自动控制系统，具有较高的检测精度，显著地降低了劳动者的工作强度，并且显著提高了煤矿工业的现代化程度。 

除了上述用于液压支架支护高度的检测装置，本发明还提供一种包括上述检测装置的液压支架，该液压支架的其他各部分的结构请参考现有技术，在此不再赘述。 

除了上述检测装置和包括该检测装置的液压支架，本发明还提供一种使用上述检测装置测量液压支架支护高的的测量方法。 

请参考图5和图6，图5为本发明所提供检测方法一种具体实施方式的流程图；图6为本发明所提供检测方法一种具体实施方式的算法示意图。 

在一种具体的实施方式中，本发明所提供的液压支架支护高度的检测方法，包括以下步骤： 

S1：检测被测部件的长度变化，并得到检测信号； 

S2：接收所述检测信号，根据预定策略计算并输出与所述液压支架的支护高度相对应的值。 

在上述步骤S1中，可以通过拉线式位移传感器1检测拉线3的长度变化量，并得到所述长度变化信号。通过拉线式位移传感器1检测拉线3长度的方式得到长度变化信号的方式较为简单，操作方便，且检测精度较高。 

显然地，也不局限于使用拉线式位移传感器1测量拉线3长度变化的方式的得到检测信号，在满足使用条件的情况下，也可以通过其他的方式得到检测信号，其具体方式不应受到本说明的限制。 

在上述步骤S2中，预定策略可以为具有适当参数的二次曲线。具体地，如图6所示，L1为拉线的长度变化量，L2为立柱的长度，H为实际支护高度，经过计算可以得到支护高度H与拉线的长度变化量L1之间的二次曲线模型：H＝aL1²+bL1+c，将该二次曲线模型预先存入控制元件，在液压支架工作过程中，拉线式位移传感器1实时将检测到的L1的数值输入控制元件，通过控制元件中的计算器的计算得到并输出实时的与支护高度相应的数值。二次曲线的计算较为简单，对控制元件中的计算器和控制器的要求较低；显然地，上述预定策略也不局限于二次曲线的方式，也可以为其他满足使用条件的曲线或者方程，且二次方程的形式也并不局限于上述二次曲线模型。 

在本发明所提供的测量方法的一种具体实施方式中，上述拉线式位移传感器1可以通过固定板5安装于顶梁2，以方便拉线式位移传感器1的安装。 

上述立柱4的固定端可以安装有弹性夹6，拉线3的第二端通过弹性夹6固定于立柱4的固定端，弹性夹6能够直接套装于立柱4上，从而避免了在立柱4上开槽来安装拉线3的连接部件，避免了检测装置对立柱4强度的影响。 

以上对本发明所提供的一种液压支架及其支护高度的检测装置和检测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 

Claims (11)

1.一种液压支架支护高度的检测装置，其特征在于，包括，

检测元件，用于检测被测部件的长度变化，并得到检测信号；

控制元件，用于接收所述检测信号，根据预定策略计算并输出与所述液压支架的支护高度相对应的值。

2.根据权利要求1所述的液压支架支护高度的检测装置，其特征在于，所述检测元件为安装于所述液压支架的顶梁(2)的拉线式位移传感器(1)；所述被测部件为所述拉线式位移传感器(1)的拉线(3)，所述拉线(3)的第一端安装于所述顶梁(2)，其第二端安装于所述液压支架的立柱(4)的固定端。

3.根据权利要求2所述的液压支架支护高度的检测装置，其特征在于，所述预定策略为输出函数值与所述液压支架的支护高度相对应的二次曲线。

4.根据权利要求3所述的液压支架支护高度的检测装置，其特征在于，还包括固定板(5)，所述拉线式位移传感器(1)通过所述固定板(5)安装于所述顶梁(2)。

5.根据权利要求4所述的液压支架支护高度的检测装置，其特征在于，还包括弹性夹(6)，所述拉线(3)的第二端通过所述弹性夹(6)固定于所述立柱(4)的固定端。

6.一种液压支架，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的检测装置。

7.一种液压支架支护高度的检测方法，包括以下步骤，

1)检测被测部件的长度变化，并得到检测信号；

2)接收所述检测信号，根据预定策略计算并输出与所述液压支架的支护高度相对应的值。

8.根据权利要求7所述的液压支架支护高度的检测方法，其特征在于，在上述步骤1)中，通过拉线式位移传感器(1)检测拉线(3)的长度变化，并得到所述检测信号。

9.根据权利要求8所述的液压支架支护高度的检测方法，其特征在于，在上述步骤2)中，所述预定策略为输出函数值与所述液压支架的支护高度相对应的二次曲线。

10.根据权利要求9所述的液压支架支护高度的检测方法，其特征在于，在上述步骤1)中，所述拉线式位移传感器(1)通过固定板(5)安装于所述顶梁(2)。

11.根据权利要求10所述的液压支架支护高度的检测方法，其特征在于，在上述步骤1)中，所述拉线(3)的第二端通过弹性夹(6)固定于所述立柱(4)的固定端。

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