CN102155222A - 综采面刮板输送机机身自动调直装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种综采面刮板输送机机身自动调直装置及其控制方法，属于刮板机机身直线度的控制装置及方法。机身自动调直装置的网络变换器通过干线连接器与刮板机机身调直控制器连接，并通过干线连接器进行通信，在每一节刮板机中部槽上均连接有支架移位器的一端，每一个支架移位器的另一端均与网络变换器连接。刮板机调直控制器通过监测数据与理论数据的对比分析确定控制方案并发出控制信号；控制系统通过网络变换器发送控制信号至目标支架控制器，改变电磁换向阀的通路，实现对刮板机机身直线度的调整。优点：适用于调整煤矿井下综采面前移中刮板机机身的直线度，保持直线推进，保证刮板机的机身保持平直确保采煤机平稳运行，并实现对综采面顶板、通风的有效管理。

Description

综采面刮板输送机机身自动调直装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种刮板机机身直线度的控制装置及方法，特别是一种综采面刮板输送机机身自动调直装置及其控制方法。

背景技术

工作面刮板输送机是关键的综采设备之一，在煤炭生产中起着非常重要的作用，主要体现在以下几点：第一，它将采煤机截割的碎煤及时运离综采面；第二，作为液压支架移架时的支点保证移架动作的进行；第三，作为采煤机的运行轨道保证采煤机在综采面正常牵引。刮板机的直线度是其发挥作用的重要保证，若刮板机的机身直线度无法得到保证，一方面会加快刮板链的磨损，缩短刮板链的使用寿命，若出现断链情况，导致综采面刮板机无法运行，进而影响其他综采设备的运行和综采面的正常生产；另一方面会影响液压支架对综采面顶板的有效管理及通风状况。

刮板机机身调直是实现综采面“三机”（采煤机、液压支架、刮板输送机）协同工作的关键技术之一。目前，国内刮板机的机身调直多采用人工观测为依据的手动调整，其精度无法得到保障；或者通过支架推移千斤顶的实际位移与理论给定值的比较误差控制伺服阀来调节支架推移千斤顶的位移，其控制对象仅针对于刮板机的一节中部槽，对刮板机机身整体的直线度无法进行全面的调节。

在人工调节刮板机的机身直线度的方式中，由于井下工况复杂以及工人经验的差异，这种方式不可靠。煤矿工人在通过液压支架操纵阀对刮板机中部槽的位置进行调整时，支架推移千斤顶的位移量完全取决于工人打开操纵阀的时间，时间的长短由工人根据综采面的工况及工作经验来决定。

在根据支架推移千斤顶的实际位移与理论给定值的比较误差进行刮板机机身调直的控制方式中，位移传感器测量支架推移千斤顶的实际位移，支架控制器根据推移千斤顶的实际位移与理论给定位移的比较误差实现对刮板机中部槽位置的调节。

发明内容

本发明的目的是要提供一种综采面刮板输送机机身自动调直装置及其控制方法，解决采用人工观测为依据的手动调整，其精度无法得到保障、及采用推移千斤顶不能对刮板机机身整体的直线度进行全面调节的问题。

本发明的目的是这样实现的：机身自动调直装置包括支架移位器、网络变换器、干线连接器、刮板机机身调直控制器和刮板机中部槽，网络变换器通过干线连接器与刮板机机身调直控制器连接，并通过干线连接器进行通信，在每一节刮板机中部槽上均连接有支架移位器的一端，每一个支架移位器的另一端均与网络变换器连接。

所述的支架移位器包括支架推移千斤顶、超声波传感器、支架控制器和电磁换向阀，支架推移千斤顶的一端与刮板机中部槽相连，支架推移千斤顶的另一端通过超声波传感器与支架控制器连接，支架控制器与电磁换向阀的控制端连接，电磁换向阀的油路端与支架推移千斤顶的油缸连接，支架控制器的控制输入端与网络变换器连接。

刮板机机身自动调直控制方法：

1、对支架推移千斤顶位移进行检测：刮板机自动调直装置通过超声波传感器实时检测支架推移千斤顶的位移，并把数据传输到支架控制器中进行处理；

2、对综采面所有支架控制器中推移千斤顶位移数据进行汇集：对综采面所有支架控制器进行编号，每一个支架控制器都有其相对独立的编号，该装置通过网络变换器将综采面所有支架推移千斤顶位移值汇集，汇集在网络变换器中的支架推移千斤顶的位移量按照一定顺序存储，并把汇集的所有支架推移千斤顶位移值传送到刮板机自动调直控制器中；

3、计算目标支架号及其推移千斤顶位移的给定值：将检测到的支架推移千斤顶位移量进行拟合，获取实时的刮板机机身的直线度，并与理论的刮板机机身直线度进行比较，由该比较误差控制支架控制器的输出；

4、控制支架推移千斤顶位移：所有目标支架控制器的输出量控制相对应的电磁换向阀的通路，实现对推移千斤顶位移的调节，最终实现对刮板机机身直线度的自动调节；电磁换向阀安装在综采面的液压系统中，通过总泵站获取乳化液的流量实现对支架推移千斤顶(1)位移的调整。

有益效果，由于采用了上述方案，本发明中的机身自动调直装置，由支架推移千斤顶（1）、超声波传感器（2）、电磁换向阀（4）、支架控制器（3）、干线连接器（6）、网络变换器（5）和刮板机调直控制器（7）构成。支架推移千斤顶（1）与刮板机中部槽（8）相连，通过控制支架推移千斤顶（1）活塞杆的位移即可调节刮板机中部槽（8）的位置。网络变换器（5）作为工作面支架控制器数据（3）的汇聚层，汇集工作面超声波传感器（2）数据、动作时数据、工作状态等数据。超声波传感器（2）安装在推移千斤顶（1）端盖的外部，实时获取推移千斤顶（1）的位移，并将其传送到支架控制器（3）。支架控制器（3）为自动调直装置的关键环节，一方面它处理超声波传感器（2）的数据并把数据传送到网络变换器（5），另一方面它接受刮板机自动调直控制器（7）的命令，控制电磁换向阀（4）的阀位，实现对刮板机机身直线度的自动调整。所有的支架控制器（3-0,3-1,...,3-n）与网络变换器（5）通过干线连接器（6）互联成网络，每个支架控制器（3-0,3-1,...,3-n）都有自己独立的地址编号，地址编号的顺序是连续的。干线连接器（6）有4根芯线，其中3根是贯通的公共线，1号和4号是电源线，2号芯线是所有控制器间的通信总线，3号芯线是邻架间的通信线。刮板机自动调直控制器通过干线连接器（6）与工作面端头的网络变换器（5）联通，进而与综采面所有的支架控制器（3-0,3-1,...,3-n）进行通讯，获取综采面所有支架推移千斤顶（1）的位移量，并使用最小二乘法进行拟合，获取实时的刮板机机身的直线度，并与理论刮板机机身直线度进行比较，获取支架推移千斤顶的位移偏差点及偏差量，进而通过网络变换器（5）将控制信号发送到响应的支架控制器（3），控制电磁换向阀（4）的通路，实现对刮板机机身直线度的实时准确调整。

选用超声波传感器（2）测量支架推移千斤顶的位移，可将其直接安装在推移千斤顶（1）端盖的外部，安装及更换方便。超声波传感器（2）具有较高的测试精度，完全可以用于液压支架推移前进中的位移监测和刮板机的调直控制。

解决了采用人工观测为依据的手动调整，其精度无法得到保障、及采用推移千斤顶不能对刮板机机身整体的直线度进行全面调节的问题，达到了本发明的目的。

优点：一种刮板机机身自动调直装置适用于调整煤矿井下综采面前移中刮板机机身的直线度。通过本装置可以实现综采工作面基本上保持直线推进，保证刮板机的机身保持平直确保采煤机平稳运行，并实现对综采面顶板、通风的有效管理。

附图说明

图1是本发明的刮板机机身自动调直装置结构图。

图2是本发明的刮板机机身自动调直装置的控制方法。

图中，1、支架推移千斤顶；2、超声波传感器；3、支架控制器；4、电磁换向阀；5、网络变换器；6、干线连接器；7、刮板机机身调直控制器；8、刮板机中部槽。

具体实施方式

实施例1：在图1中，机身自动调直装置包括支架移位器、网络变换器5、干线连接器6、刮板机机身调直控制器7和刮板机中部槽8，网络变换器5通过干线连接器6与刮板机机身调直控制器7连接，并通过干线连接器6进行通信，在每一节刮板机中部槽8上均连接有支架移位器的一端，每一个支架移位器的另一端均与网络变换器连接。

所述的支架移位器包括支架推移千斤顶1、超声波传感器2、支架控制器3、电磁换向阀4。支架推移千斤顶1的一端与刮板机中部槽8相连，支架推移千斤顶1的另一端通过超声波传感器与支架控制器连接，支架控制器3与电磁换向阀4的控制端连接，电磁换向阀4的油路端与支架推移千斤顶1的油缸连接，支架控制器3的控制输入端与网络变换器5连接。

该装置由监测系统和控制系统两部分组成，能够实现刮板机机身的自动调直。该装置由支架推移千斤顶1、超声波传感器2、电磁换向阀4、支架控制器3、干线连接器6、网络变换器5、刮板机自动调直控制器7和刮板机中部槽8组成。支架推移千斤顶与刮板机中部槽相连，通过控制支架推移千斤顶活塞杆的位移即可调节刮板机中部槽的位置。超声波传感器2安装在推移千斤顶1端盖的外部，实时获取推移千斤顶1的位移，即获取刮板机中部槽8的位置。支架控制器3为自动调直装置的关键环节，一方面它处理超声波传感器2的数据并把数据传送到网络变换器5，另一方面它接受刮板机自动调直控制器7的命令，控制电磁换向阀4的阀位，对支架推移千斤顶活塞杆的伸出量进行调节，实现对刮板机机身直线度的自动调整。网络变换器5是装置实现通信的核心，它既收集综采面各支架推移千斤顶1的位移数据，并发送到刮板机自动调直控制器7，又接收刮板机调直控制器7发出的控制命令，并发送到目标支架的控制器3。刮板机调直控制器7实时获取支架推移千斤顶1的位移数据，通过最小二乘法进行拟合，并与理论值进行比较，确定刮板机调直控制方案。

所述的超声波传感器2可以实现对支架推移千斤顶1位移的精确测量。超声波传感器2既作为发射传感器又作为接收传感器，其发出的发射脉冲，通过乳化液到达活塞杆的底部被反射回来，被超声波传感器接收，通过计算发射脉冲和回波脉冲的时间差即可准确推算出推移千斤顶的位移。另外，选择超声波传感器的频率与乳化液介质达到声阻抗匹配，即可达到满意的检测结果。

支架控制器通过控制电磁换向阀控制推移千斤顶的伸出或收缩动作，液压支架上都配有支架控制器，一个液压支架配置一个支架控制器，分别为第一支架控制器3-0、第二支架控制器3-1、第三支架控制器3-2…第N支架控制器3-n。支架控制器一方面采集各超声波传感器信息，另一方面接收调直控制器的信息，控制对应推移千斤顶的动作。

本发明的刮板机机身自动调直装置的控制方法：

[1]对支架推移千斤顶位移进行检测：刮板机自动调直装置通过超声波传感器2实时检测支架推移千斤顶1的位移，并把数据传输到支架控制器3中进行处理；

[2]对综采面所有支架控制器中推移千斤顶位移数据进行汇集：对综采面所有支架控制器进行编号，每一个支架控制器都有其相对独立的编号，该装置通过网络变换器5将综采面所有支架推移千斤顶1位移值汇集，汇集在网络变换器5中的支架推移千斤顶1的位移量按照一定顺序存储，并把汇集的所有支架推移千斤顶1位移值传送到刮板机自动调直控制器7中；

[3]计算目标支架号及其推移千斤顶位移的给定值：将检测到的支架推移千斤顶1位移量进行拟合，获取实时的刮板机机身的直线度，并与理论的刮板机机身直线度进行比较，由该比较误差控制支架控制器3的输出；

[4]控制支架推移千斤顶位移：所有目标支架控制器的输出量控制相对应的电磁换向阀4的通路，实现对推移千斤顶1位移的调节，最终实现对刮板机机身直线度的自动调节；电磁换向阀4安装在综采面的液压系统中，通过总泵站获取乳化液的流量实现对支架推移千斤顶1位移的调整。

Claims (3)

1.一种综采面刮板输送机机身自动调直装置，其特征是：机身自动调直装置包括支架移位器、网络变换器、干线连接器、刮板机机身调直控制器和刮板机中部槽，网络变换器通过干线连接器与刮板机机身调直控制器连接，并通过干线连接器进行通信，在每一节刮板机中部槽上均连接有支架移位器的一端，每一个支架移位器的另一端均与网络变换器连接。

2.根据权利要求1所述的综采面刮板输送机机身自动调直装置，其特征是：所述的支架移位器包括支架推移千斤顶、超声波传感器、支架控制器和电磁换向阀，支架推移千斤顶的一端与刮板机中部槽相连，支架推移千斤顶的另一端通过超声波传感器与支架控制器连接，支架控制器与电磁换向阀的控制端连接，电磁换向阀的油路端与支架推移千斤顶的油缸连接，支架控制器的控制输入端与网络变换器连接。

3.一种综采面刮板输送机机身自动调直的控制方法，其特征是：刮板机机身自动调直控制方法：

（1）、对支架推移千斤顶位移进行检测：刮板机自动调直装置通过超声波传感器实时检测支架推移千斤顶的位移，并把数据传输到支架控制器中进行处理；

（2）、对综采面所有支架控制器中推移千斤顶位移数据进行汇集：对综采面所有支架控制器进行编号，每一个支架控制器都有其相对独立的编号，该装置通过网络变换器将综采面所有支架推移千斤顶位移值汇集，汇集在网络变换器中的支架推移千斤顶的位移量按照一定顺序存储，并把汇集的所有支架推移千斤顶位移值传送到刮板机自动调直控制器中；

（3）、计算目标支架号及其推移千斤顶位移的给定值：将检测到的支架推移千斤顶位移量进行拟合，获取实时的刮板机机身的直线度，并与理论的刮板机机身直线度进行比较，由该比较误差控制支架控制器的输出； 

（4）、控制支架推移千斤顶位移：所有目标支架控制器的输出量控制相对应的电磁换向阀的通路，实现对推移千斤顶位移的调节，最终实现对刮板机机身直线度的自动调节；电磁换向阀安装在综采面的液压系统中，通过总泵站获取乳化液的流量实现对支架推移千斤顶(1)位移的调整。

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