CN103587894B - 智能化带式输送机自移机尾及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明智能化带式输送机自移机尾及使用方法，属于煤矿井下运输设备的技术领域；提供一种自动行进、自动调偏、自动调高的具有智能化控制功能的带式输送机自移机尾；游动小车顶部与转载机机头下部承载式联接，在中间机架的一侧布置有水平位移传感器，水平位移传感器的感应器安装在游动小车上，在立柱油缸里安装有立缸传感器，立缸传感器包括探杆和磁环，探杆安装于立柱油缸的底端，磁环安装于活塞的底端，水平油缸中布置位移传感器，二维倾角传感器安装在头端架靠近浮动机架的位置，尾端架靠近螺旋滚筒附近两侧及头端架靠近皮带进口两侧设置有跑偏位移传感器；本发明主要应用在煤矿井下运输设备中。

Description

智能化带式输送机自移机尾及使用方法

技术领域

本发明智能化带式输送机自移机尾及使用方法，属于煤矿井下运输设备的技术领域。

背景技术

随着采煤工业的发展和科学技术的进步，为满足高产高效集约化矿井的生产需求，多种型式、多种功能的带式输送机自移机尾在煤矿井下综采工作面大量使用。

带式输送机自移机尾是综采高效机械化采煤工作面顺槽运输设备之一，用来连接桥式转载机和顺槽带式输送机，具有自移、调偏等功能，调整因地面不平整、载荷不均等原因造成的胶带跑偏，需要专人长时间的看护，防止皮带跑偏磨损严重，人工对皮带跑偏的调整是复杂、繁琐的，常常由于调整不及时造成皮带跑偏磨损严重，目前国内外对皮带机自移机尾的研究，主要从机械结构上进行优化来达到调整皮带机自移机尾的目的，但效果往往不明显，具有滞后作用，因此有必要予以改进。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提供一种自动行进、自动调偏、自动调高的具有智能化控制功能的带式输送机自移机尾。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

智能化带式输送机自移机尾，主要结构由中间机架、头端架、尾端架、浮动机架、游动小车、推移油缸、立柱油缸、水平油缸、滑靴、滑座、底座组成；中间机架的右部联接头端架，头端架联接浮动机架，中间机架的左部联接尾端架，在中间机架、头端架上部设有游动小车；在头端架和尾端架的下部均设有滑座、滑靴、底座，滑座上设有立柱油缸，头端架、尾端架底部均设有水平油缸；浮动机架与带式输送机的传送带衔接；游动小车顶部与转载机机头下部承载式联接，在中间机架的一侧布置有水平位移传感器，水平位移传感器的感应器安装在游动小车上，在立柱油缸里安装有立缸传感器，立缸传感器包括探杆和磁环，探杆安装于立柱油缸的底端，磁环安装于活塞的底端，水平油缸中布置位移传感器，二维倾角传感器安装在头端架靠近浮动机架的位置，尾端架靠近螺旋滚筒附近两侧及头端架靠近皮带进口两侧设置有跑偏位移传感器。

跑偏位移传感器包括箱体和对射光电开关，箱体为U型，内部安装有两组光电对射开关。

首先记忆自移机尾目前状态，水平位移传感器布置于中间机架一侧，处于游动小车行程范围内，感应器安装于游动小车上，转载机前移时，感应器随游动小车和转载机机头一起运行，水平位移传感器依次扫描感应器记录推移油缸的行程，将信号传输给PLC控制系统，PLC控制系统发出指令，立柱油缸电磁阀阀口打开，活动滑靴收起，立柱油缸传感器将信号传输给PLC控制系统，阀口关闭，固定滑靴撑地；PLC控制系统发出指令，推移油缸控制阀阀口打开，推移油缸推移自移机尾，到位后水平位移传感器发送信号给PLC控制系统，阀口关闭，立柱油缸电磁阀阀口打开，活动滑靴撑地，固定滑靴收起。

在移动过程中会造成机身倾斜和皮带跑偏，二维倾角传感器布置于机身上，将机身的倾斜与仰俯状态传送给PLC控制系统，跑偏位移传感器布置于尾端架螺旋滚筒附近两侧及头端架靠近皮带进口两侧，将皮带在自移机尾内部的运动情况发送给PLC控制系统，PLC控制系统通过二维倾角传感器与跑偏传感器的信号进行整理，与推移开始前的记忆状态比较，判定跑偏情况，如需纠偏，PLC控制系统发出指令，控制立柱油缸与水平油缸运动，位移传感器布置于水平油缸中，位移传感器与立缸传感器将信号传送给PLC控制系统，实现调偏功能。

尾端架靠近螺旋滚筒附近左侧为I号立柱油缸，右侧为II号立柱油缸，头端架靠近皮带进口右侧为III号立柱油缸，左侧为Ⅳ号立柱油缸。

二维倾角传感器安装在头端架靠近浮动机架的位置，浮动机架与机身重心的夹角为仰俯角，头端架与机身重心的夹角为横滚角，判定原则为：

所述的跑偏位移传感器为四个，安装在头端架皮带进口的跑偏位移传感器测量其与皮带的距离X1，安装在尾端架皮带进口的跑偏位移传感器测量其与皮带的距离X2，判定原则为：

判定皮带跑偏的原则为：

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明实现了皮带机自移机尾自动行进、自动调偏、自动调高的智能化控制功能；大大提高了工作效率，解放了劳动力，免除了需要专人长时间的看护，防止皮带跑偏磨损严重，避免了调整过程的繁琐，且控制界面的人性化设计。

附图说明

下面附图结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为带式输送机整体结构图；

图2为逻辑控制流程图;

图3为立缸传感器组件示意图。

图4为跑偏传感器示意图。

图5为二维倾角传感器测量原理图；

图6为跑偏传感器测量原理图；

图中1为1为中间机架、2为头端架、3为尾端架、4为浮动机架、5为游动小车、6为准移油缸、7为立柱油缸、8为水平油缸、9为滑靴、10为滑座、11为底座、12为水平位移传感器、13为立缸传感器、14为位移传感器、15为二维倾角传感器、16为跑偏位移传感器、17为螺旋滚筒、18为自移机尾、19为皮带。

具体实施方式

下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，智能化带式输送机自移机尾，主要结构由中间机架1、头端架2、尾端架3、浮动机架4、游动小车5、推移油缸6、立柱油缸7、水平油缸8、滑靴9、滑座10、底座组成11；中间机架1的右部联接头端架2，头端架2联接浮动机架4，中间机架1的左部联接尾端架3，在中间机架1、头端架2上部设有游动小车5；在头端架2和尾端架3的下部均设有滑靴9、滑座10、底座11，滑座10上设有立柱油缸7，头端架2、尾端架3底部均设有水平油缸8；浮动机架4与带式输送机的传送带衔接；游动小车5顶部与转载机机头下部承载式联接，其特征在于：在中间机架1的一侧布置有水平位移传感器12，水平位移传感器12的感应器安装在游动小车5上，在立柱油缸7里安装有立缸传感器13，立缸传感器13包括探杆和磁环，探杆安装于立柱油缸7的底端，磁环安装于活塞的底端，水平油缸8中布置位移传感器14，二维倾角传感器15安装在头端架2靠近浮动机架4的位置，尾端架3靠近螺旋滚筒17附近两侧及头端架2靠近皮带19进口两侧设置有跑偏位移传感器16。

如图2所示，带式输送机自移机尾18的整个控制系统分手动和自动操作两种，两者可以进行切换。其中手动操作便于安装调试，自动控制逻辑如下：

a、当转载机推移到位后，传感器发出信号，拆架指示灯亮，提示工人拆架；

b、拆架确认，确认架拆完后，根据巷道情况选取需推移步距，设置为3个步距，每个步距900行程；

c、开始进入自动推移，记忆自移机尾18目前状态，按照集控发来的推移步距指令，推移油缸6收缩来完成推移，推移过程中有报警指示灯提示工人注意安全；

d、推移结束后，恢复到推移开始时的记忆状态，此时传感器检测是否需要进一步进行纠偏，如需纠偏，报警灯闪烁10秒后，进入自动纠偏状态，纠偏完成后，等待下一个拆架确认指令发出时，自移机尾18方可动作。

如图3所示，立缸传感器13组件是设计用来测量立缸行程，与立柱油缸7处于平行位置，立柱油缸7运动带动立缸传感器13运动，立柱油缸7的行程通过立缸传感器13测量出来；立缸传感器13组件由传感器与油缸组成，传感器由传感器探杆与磁环两部分组成；磁环在探杆上相对运动，磁环的位置被感测出来，传感器探杆通过6个M6*40的螺钉安装于油缸的底端，传感器磁环安装于活塞的底部，活塞内部设计为空心，方便探杆在活塞内部运动，当活塞运动时，磁环伴随活塞与探杆形成相对运动，磁环在探杆上滑过的距离就是立柱油缸7的行程。

如图4所示，跑偏位移传感器16包括箱体和对射光电开关，箱体为U型，内部安装有两组光电对射开关，一方发射，一方接收；清洗组件由接头座与喷水嘴组成，通过螺钉与跑偏传感器箱体连接，清洗组件内部是两个夹角为60°的喷水嘴，喷水方向对准上下两个视窗组件。视窗是有机玻璃板，十组对射光电开关与卡块通过螺柱串联固定在一起。将固定好的光电开关安装于压盖上，然后螺钉将压盖与视窗组件安装于箱体上，视窗组件与箱体之间装有垫片，压盖与视窗组件之间装有胶垫，这样对对射光电开关起到防水、防爆、防尘的技术要求。该传感器分别安装于自移机尾18的前后左右四个位置；当皮带19从U型槽内部通过，皮带19四个角无论哪个发生偏移，都能通过跑偏传感器16获取其偏移量。

如图5所示，二维倾角传感器15安装在头端架2靠近浮动机架4的位置，浮动机架4与机身重心的夹角为仰俯角，头端架2与机身重心的夹角为横滚角，且α、β为矢量，尾端架3靠近螺旋滚筒17附近左侧为I号立柱油缸7，右侧为II号立柱油缸7，头端架2靠近皮带19进口右侧为III号立柱油缸7，左侧为Ⅳ号立柱油缸7；根据α、β所处的不同角度，可以得出立缸以下状态：

如图6所示，跑偏位移传感器16为四个，安装在头端架2靠近皮带19进口的跑偏位移传感器16测量其与皮带19的距离X1，安装在尾端架3靠近皮带19进口的跑偏位移传感器16测量其与皮带19的距离X2，范围设定为50≤X1≤150；50≤X2≤150；X1，X2其中任何一个值超出此范围，程序设定为跑偏。判定原则如下：

依据皮带19跑松不跑紧、跑高不跑低的原理，根据以上跑偏位移传感器16及二维倾角传感器15返回到集控中心的信号制定了可能发生跑偏的情况见表如下：

集控中心根据上述表中的可能性，发信号给安装在自移机尾18两侧立柱油缸7与滑靴9中水平油缸8中的位移传感器14，通过立柱油缸7与水平油缸8的协调运动来实现调偏、调高功能。

工作原理如下：

转载机机头通过销轴与自移机尾18游动小车5联接，当转载机前移时，机头与游动小车5一起在中间机架1轨道上运动，到位后，自移机尾18机身两侧的四个立柱油缸7将活动滑靴9收回，此时固定滑靴9撑地，自移机尾18以转载机为支点，位于两侧的推移油缸6推移实现自移机尾18前移，到位后四个立柱油缸7将活动滑靴9着地，固定滑靴9离地，然后通过两侧立柱油缸9与活动滑靴9中水平油缸8的调整来纠正自移机尾18在前移时的皮带跑偏。

在手动控制基础上引入PLC自动控制系统，实现自移机尾18整个运动过程的自动控制；首先根据自移机尾18行程及灵敏度确定水平位移传感器12的个数，将水平位移传感器12布置于中间机架1一侧，处于游动小车5行程范围内，感应器安装于游动小车5上，当转载机前移时，感应器伴随游动小车5与转载机机头一块运行，传感器依次扫描感应器来记录推移油缸6的行程，并将信号实时传输给PLC控制系统，系统接收到转载机到位信息后，发送指令到控制立柱油缸7的电磁阀，阀口打开，立柱油缸7将活动滑靴9收起，立缸传感器13发出到位信息给PLC，阀口关闭，固定滑靴9撑地，PLC发送指令到推移油缸6控制阀，阀口打开，推移油缸6推移自移机尾18，到位后，水平位移传感器12发送信号到PLC，PLC发送指令到控制阀，将推移油缸6控制阀关闭，立柱油缸7控制阀打开，活动滑靴9着地，固定滑靴9收起；自移机尾18在移动过程中造成的机身倾斜及皮带19跑偏则需调整机身两侧立柱油缸7与机身底下的水平油缸8；水平油缸8的两端分别与滑架中的滑座10铰接；滑座10与立柱油缸7联接，水平油缸8中布置位移传感器14，控制水平油缸8的运动，此外机身上镶嵌二维倾角传感器15，机身的倾斜与俯仰状态通过传感器反应给PLC；皮带19在机尾内部的运动情况，则通过尾端架3中螺旋滚筒17附近和头端架2附近的皮带19跑偏传感器16获得信号监测；PLC将跑偏传感器16与二维倾角传感器15获取的信号进行整理，经过PLC程序编程判断皮带19在机尾内部是否跑偏，然后根据判断结果发送指令，调整控制立柱油缸7与水平油缸8电磁阀的动作来实现调偏功能，进而实现带式自移机尾18的智能化。

Claims (7)

1.智能化带式输送机自移机尾，主要结构由中间机架(1)、头端架(2)、尾端架(3)、浮动机架(4)、游动小车(5)、推移油缸(6)、立柱油缸(7)、水平油缸(8)、滑靴(9)、滑座(10)、底座(11)组成；中间机架(1)的右部联接头端架(2)，头端架(2)联接浮动机架(4)，中间机架(1)的左部联接尾端架(3)，在中间机架(1)、头端架(2)上部设有游动小车(5)；在头端架(2)和尾端架(3)的下部均设有滑靴(9)、滑座(10)、底座(11)，滑座(10)上设有立柱油缸(7)，头端架(2)、尾端架(3)底部均设有水平油缸(8)；浮动机架(4)与带式输送机的传送带衔接；游动小车(5)顶部与转载机机头下部承载式联接，其特征在于：在中间机架(1)的一侧布置有水平位移传感器(12)，水平位移传感器(12)的感应器安装在游动小车(5)上，在立柱油缸(7)里安装有立缸传感器(13)，立缸传感器(13)包括探杆和磁环，探杆安装于立柱油缸(7)的底端，磁环安装于活塞的底端，水平油缸(8)中布置位移传感器(14)，二维倾角传感器(15)安装在头端架(2)靠近浮动机架(4)的位置，尾端架(3)靠近螺旋滚筒(17)附近两侧及头端架(2)靠近皮带(19)进口两侧设置有跑偏位移传感器(16)。

2.根据权利要求1所述的智能化带式输送机自移机尾，其特征在于：跑偏位移传感器(16)包括箱体和对射光电开关，箱体为U型，内部安装有两组光电对射开关。

3.根据权利要求1所述的智能化带式输送机自移机尾的使用方法，其特征在于：首先记忆自移机尾(18)机身目前状态，水平位移传感器(12)布置于中间机架(1)一侧，处于游动小车(5)行程范围内，水平位移传感器(12)的感应器安装于游动小车(5)上，转载机前移时，感应器随游动小车(5)和转载机机头一起运行，水平位移传感器(12)依次扫描感应器记录推移油缸(6)的行程，将信号传输给PLC控制系统，PLC控制系统发出指令，立柱油缸(7)电磁阀阀口打开，活动滑靴收起，立柱油缸(7)传感器将信号传输给PLC控制系统，阀口关闭，固定滑靴撑地；PLC控制系统发出指令，推移油缸(6)控制阀阀口打开，推移油缸(6)推移自移机尾(18)，到位后水平位移传感器(12)发送信号给PLC控制系统，阀口关闭，立柱油缸(7)电磁阀阀口打开，活动滑靴撑地，固定滑靴收起；

在移动过程中会造成自移机尾(18)机身倾斜和皮带(19)跑偏，二维倾角传感器(15)布置于自移机尾(18)的机身上，将机身的倾斜与仰俯状态传送给PLC控制系统，跑偏位移传感器(16)布置于尾端架(3)螺旋滚筒(17)附近两侧及头端架(2)靠近皮带(19)进 口两侧，将皮带(19)在自移机尾(18)内部的运动情况发送给PLC控制系统，PLC控制系统通过二维倾角传感器(15)与跑偏位移传感器(16)的信号进行整理，与推移开始前的记忆状态比较，判定跑偏情况，如需纠偏，PLC控制系统发出指令，控制立柱油缸(7)与水平油缸(8)运动，位移传感器(14)布置于水平油缸(8)中，将位移传感器(14)与立缸传感器(13)将信号传送给PLC控制系统。

4.根据权利要求3所述的智能化带式输送机自移机尾的使用方法，其特征在于：尾端架(3)靠近螺旋滚筒(17)附近左侧为I号立柱油缸(7)，右侧为II号立柱油缸(7)，头端架(2)靠近皮带(19)进口右侧为III号立柱油缸(7)，左侧为IV号立柱油缸(7)。

5.根据权利要求4所述的智能化带式输送机自移机尾的使用方法，其特征在于：二维倾角传感器(15)安装在头端架(2)靠近浮动机架(4)的位置，浮动机架(4)与机身重心的夹角为仰俯角，头端架(2)与机身重心的夹角为横滚角，判定原则为：

A：  α为+，β为+时；  I号缸位置最高；

B：  α为+，β为0时；  I、II号缸位置最高；

C：  α为+，β为-时；  II号缸位置最高；

D：  α为-，β为0时；  III、IV号缸位置最高；

E：  α为-，β为+时；  III号缸位置最高；

F：  α为0，β为+时；  I、IV号缸位置最高；

G：  α为-，β为-时；  IV号缸位置最高；

H：  α为0，β为-时；  II、III号缸位置最高。

6.根据权利要求4所述的智能化带式输送机自移机尾的使用方法，其特征在于：所述的跑偏位移传感器(16)为四个，安装在头端架(2)靠近皮带(19)进口的跑偏位移传感器(16)测量其与皮带19的距离X1，安装在尾端架(3)靠近皮带(19)进口的跑偏位移传感器(16)测量其与皮带的距离X2，判定原则为：

a：  X1＜50；   50≤X2≤150；    皮带向II方向偏；

b：  X1＞150；  50≤X2≤150；    皮带向I方向偏；

c：  X2＞150；  50≤X1≤150；    皮带向III方向偏；

d：  X2＜50；   50≤X1≤150；    皮带向IV方向偏；

e：  X2＜50；   X1＜50；         皮带整体向II、IV方向偏；

f：  X1＞150；  X2＞150；        皮带整体向I、III方向偏。

7.根据权利要求5或6所述的智能化带式输送机自移机尾的使用方法，其特征在于：判 定皮带(19)跑偏的原则为：

。