CN103899308B - 检测并控制保护采掘机的方法及实施该方法的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机 - Google Patents

Abstract

本发明属于采矿、矿山掘进、隧道开挖领域的设备，具体涉及一种检测并控制保护采掘机的方法及实施该方法的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机。该采掘机包括机身、冲击装置、检测装置、传感器、控制装置等，冲击装置安装在冲击装置支撑机构上，检测装置安装在机身上等，传感器与检测装置连接等，检测装置测量机身与待采掘物的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对机身的压力，并传输给控制装置，控制装置控制机身的冲击速度以保护冲击采掘机。

Description

检测并控制保护采掘机的方法及实施该方法的检测并利用检 测结果控制保护冲击采掘机

技术领域

本发明属于采矿、矿山掘进、隧道开挖领域的设备，具体涉及一种检测并控制保护采掘机的方法及实施该方法的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机。

背景技术

当前广泛使用的矿山采掘设备是滚筒采煤机。其工作原理是铣削式落料，由于该类滚筒采煤机存在以下缺陷：(1)块料率低；(2)粉尘多，污染了环境；(3)截割部铣削下的物料较碎，功率消耗较大，存在着大量资源浪费，成本高等。随着煤岩采掘技术的飞速发展，一项新的充分利用煤的压应力远远大于其拉应力的采煤方法的研究逐渐走向成熟，并已进入到了产品设计阶段，其工作原理为冲削式落料，众多设计院、科研所和采煤机生产企业等发表了很多的专利及论文，例如：专利号为200910309903.7的发明专利提供了一种采煤方法以及实施该方法的采煤设备；专利号为200620137402.7的实用新型专利提出了一种以冲击臂带动冲击头进行采煤的方法；专利号为201020274464.9的实用新型专利和专利号为201010238402.7的发明专利提出了一种利用破碎头进行采煤的方法等。

但是，以上技术无论是普遍使用的滚筒采煤机还是新设计的冲击式采煤机，均未设置检测采掘机与待采掘物的距离和/或检测待采掘物硬度和/或检测待采掘物对采掘机压力并利用检测量控制保护采掘机的机构，均不能动态采集待采掘物与采掘机的距离和/或检测待采掘物硬度和/或检测待采掘物对采掘机的压力并根据采掘机与待采掘物距离、待采掘物的硬度、机身对待采掘物的压力及时调整截割、冲击待采掘物的深度，并据此调整采掘机行进、采掘速度，也均未设置通过动态检测使采掘机与待采掘物保持即有利于冲击落煤又有利于保护采掘机的最佳距离，更未在截割部设置专用于测量采掘机与待采掘物的距离和/或检测待采掘物硬度和/或检测待采掘物对采掘机压力的可以提前预知机构，不能最大程度的保护采掘装置和行走装置，都无法避免采煤过程中遇到夹矸或岩石时对采掘设备的损坏，尤其是突然遇到夹矸或岩石时采落料机构截齿经常被损坏，造成频繁的意外停机，甚至造成采掘机构和机身推进机构也被损坏，降低了采掘效率、增加了设备损耗与维修量，影响了生产进度，增加了综合采掘成本，故以上问题急需解决，以提高采掘设备的稳定性、可靠性、安全性。

发明内容

本发明为检测并控制保护采掘机的方法及实施该方法的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，其方法是采用以下方式实现的：

设置冲击装置支撑机构等，设置机架等，设置行走机构等，使冲击装置支撑机构、机架、行走机构组成机身；

设置冲击装置等，并将冲击装置设置在冲击装置支撑机构上；

设置检测装置等，将检测装置设置在机身上或将检测装置设置在待采掘物需被测量区域空间等，将检测装置的检测探头设置在冲击装置支撑机构与待采掘物之间或将检测装置的检测探头设置在机架与待采掘物之间或将检测装置的检测探头设置在待采掘物需被测量区域空间的检测支架上；

设置传感器等，将传感器与检测装置连接或将传感器设置在动力源件上或将传感器设置在动力源件的主回路上等；

设置控制装置等，将控制装置设置在冲击装置和/或机身上；

使行走机构带动机身行走，用检测装置的检测探头测量待采掘物与采掘机的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对采掘机的压力等，当测得的待采掘物与采掘机的距离大于设定数值时和/或当所测量的待采掘物对机身的压力小于设定数值时，检测装置通过传感器将检测量传递给控制装置，控制装置控制机身继续行走，冲击装置连续采掘；当测得的待采掘物与采掘机的距离小于设定数值时或当测得的待采掘物硬度大于设定数值时或当所测量的待采掘物对机身的压力大于设定数值时，检测装置通过传感器将检测量传递给控制装置，控制装置控制行走机构和/或冲击装置减速或停止。

也可以按以下方式实现该方法：将冲击装置设置在冲击装置支撑机构上，使行走机构带动机身行走，用检测装置的检测探头等测量待采掘物与采掘机的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对采掘机的压力等，当测得的待采掘物与采掘机的距离大于设定数值时和/或当所测量的待采掘物对采掘机的压力小于设定数值时，检测装置通过传感器将检测数据传递给控制装置，控制装置等根据检测量的大小调整机身的行进速度和/或冲击装置的冲击频率等；当测得的待采掘物与机身的距离小于设定数值时或当测得的待采掘物硬度大于设定数值时或当所测量的待采掘物对机身的压力大于设定数值但不超过停机数值时，检测装置通过传感器等将检测数据传递给控制装置，控制装置控制行走机构和/或冲击装置减速。

也可以按以下方式实现该方法：设置机架等，在机架上设置摇臂等，将检测装置设置于摇臂等上，使检测装置的检测探头等设置在摇臂与待采掘物之间。

还可以按以下方式实现该方法：设置检测装置等，将检测装置设置于冲击装置支撑机构或设置于机架或设置于摇臂等，使检测探头设有位置调整机构等，使位置调整机构调整检测探头与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离等，使位置调整机构限制待采掘物与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离。

该发明的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机是采用以下技术方案实现的：该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机包括机身、冲击装置、检测装置、传感器、控制装置等，机身包括冲击装置支撑机构、机架、行走机构等，冲击装置安装在冲击装置支撑机构等上，检测装置等安装在机身上或单独设置在待采掘物需检测区域等，传感器与检测装置连接或传感器设置在机身等上，传感器与检测装置分体设置或为一体式，检测装置等测量机身与待采掘物的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对机身的压力等，传感器等将机身与待采掘物的距离和/或待采掘物的硬度和/或待采掘物对机身的压力传输给控制装置，控制装置控制机身的行走速度和/或冲击装置的冲击速度，传感器与控制装置分体或为一体式。

所述的检测装置包括检测探头、检测支架等，检测装置设置在冲击装置支撑机构和/或机架等上，检测探头等设置在冲击装置支撑机构与待采掘物之间或检测探头设置在机架与待采掘物之间或检测探头设置在待采掘物需被测量区域空间的检测支架等上，检测探头与检测支架分体或为一体式。

该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机包括机身、冲击装置、检测装置、传感器、控制装置等，传感器与检测装置等连接，传感器包括信号传输线路或无线信号器等，传感器的信号通过信号传输线路或无线信号器等送至控制装置等，控制装置控制机身和/或冲击装置免受损坏。

所述的检测装置包括感应器等，感应器包括钢性感应器、光感应器、热感应器、伸缩感应器、电磁波感应器、图像感应器、电容感应器、电感感应器、红外线感应器、变压感应器、电阻感应器、霍尔感应器、超声感应器、光栅感应器、磁栅感应器、热释放电红外感应器、磁电感应器、多普勒感应器、变磁阻感应器、差动变压感应器、光纤感应器、应变感应器、谐振感应器、压电感应器、薄膜应变感应器、应变式压力感应器、陶瓷感应器、扩散硅感应器或蓝宝石感应器等。

所述的钢性感应器包括检测探头、探头导向件等，检测探头设置于探头导向件等，传感器与检测探头分体或为一体式，检测探头与探头导向件分体或为一体式。

所述的伸缩感应器包括检测探头、探头导向件、弹性体、弹性体固定件、探头限位件等，检测探头设置于探头导向件等，弹性体与检测探头连接或为一体式，弹性体的一端由弹性体固定件固定，探头限位件限制检测探头的行程等。

所述的检测探头的头部为锥形、铲形、镐形、方形、多边形、圆形、三角形或弧形等。

所述的检测探头包括本体和头部镶块等，头部镶块为硬质合金或钨合金等，本体和头部镶块分体或为一体式结构。

所述的检测探头与探头导向件之间设有滚动体等。

所述的弹性体包括钢弹簧、橡胶弹性体、聚酯弹性体、液压弹性体、气压弹性体、叠簧、扭簧或板簧等。

所述探头导向件包括固定座等，固定座安装在机身等上。

所述检测装置包括检测探头等，检测探头包括位置调整机构等，位置调整机构调整检测探头与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离等，位置调整机构限制待采掘物与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离。

所述位置调整机构包括螺纹调整机构、卡槽调整机构、顶丝锁紧机构、液压调整机构、气动调整机构、电磁调整机构、齿轮齿条调整机构、绳与卷绳器调整机构、锁舌调整机构、链轮链条调整机构、垫块调整机构、千斤顶调整机构、挂齿式调整机构或拨齿式调整机构等。

所述探头限位件与检测探头连接方式为螺纹连接、卡槽连接、弹簧连接、固定连接、通过传感器连接或绳连接等，探头限位件与检测探头分体设置或为一体式结构。

所述传感器包括压力传感器、位置传感器、电感传感器、电容传感器、位移传感器、旋转编码传感器、角度传感器、热继电传感器、电机综合保护传感器、压磁传感器、雷达传感器、线圈传感器、电容传感器、电感传感器、红外线传感器、变压传感器、电阻传感器、霍尔传感器、超声传感器、光栅传感器、磁栅传感器、热释放红外传感器、磁电传感器、多普勒传感器、变磁阻传感器、差动变压传感器、光纤传感器、应变传感器、谐振传感器、压电传感器、陶瓷传感器、扩散硅传感器或蓝宝石传感器等。

所述控制装置包括机械控制装置、电气控制装置、液压控制装置或气动控制装置等，电气控制装置包括开关磁阻电机控制装置、步进电机控制装置、遥感控制装置、电磁控制装置、串极调速控制装置、直流电机控制装置、变极对数控制装置、串电阻控制装置或变频控制装置等。

所述电气控制装置包括智能控制器、控制回路、动力回路等，智能控制器通过操作控制回路等控制动力回路，进而控制电机的增速、减速、启动或停止等。

所述电气控制装置包括控制回路、主回路等，控制回路控制主回路的接通与关断，进而控制电机启动或停止等。

所述机身包括牵引驱动装置等，控制装置控制牵引驱动装置调整牵引速度等。

所述的感应器与传感器分体或为一体式。

本发明的有益效果是：该检测并控制保护采掘机的方法及实施该方法的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机具有以下优点：

(1)使采掘装置与待采掘物始终保持有利于冲击装置在加速后才对煤层进行冲击的距离，即保证了采掘装置的冲击力度，也避免了采掘装置在速度未起来而冲击待采掘物时的憋死现象，有效保护了驱动装置及冲击传动装置；

(2)通过设置检测采掘机与待采掘物的距离和/或检测待采掘物硬度和/或检测待采掘物对采掘机压力并利用检测量控制保护采掘机的机构，能动态采集待采掘物与采掘机的距离和/或检测待采掘物硬度和/或检测待采掘物对采掘机的压力并根据检测量及时调整截割、冲击待采掘物的深度，并及时调整采掘机行进、采掘的速度；

(3)在截割部设置专用于测量采掘机与待采掘物的距离和/或检测待采掘物硬度和/或检测待采掘物对采掘机压力的可以提前预知机构，能最大程度的保护采掘装置和行走装置，避免了采煤过程中遇到夹矸或岩石时对采掘设备的损坏，在突然遇到夹矸或岩石时提前检测装置和控制装置在采落料机构未被损坏之前即将采掘机的采掘行进速度降低，使采落料机构免于损坏，提高了采掘效率、减少了设备的损耗与维修量，加快了生产进度，降低了采掘综合成本，使采掘设备更加稳定、可靠、安全、节能；

(4)通过对采掘机与待采掘物之间合理距离的设置可以合理的控制所采煤的块粒度，该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机可以衡定的使采掘装置冲入同硬度煤层的深度一致，并且根据煤的硬度不同及时调整冲击深度及冲击量，有效地控制了所采煤的块粒度；

(5)保护了采掘冲铲，使采掘装置铲齿的形状、材质与所采煤层的硬度相匹配，使铲齿冲击时不过载、不掰坏、磨损量少；

(6)为牵引装置止动机身提供了充足的时间，减小了机身对轨道的冲击，有效保护了轨道和牵引装置；

(7)在采掘前，先对煤层进行测量，根据测量结果选择合理的参数进行开采，使采煤机始终工作在最佳状态，大大提高了采煤效率，并且最大限度地发挥了采煤机的性能；

(8)可以使采掘设备实现自动化控制，减少了人员配置，提高了矿井采煤的自动化水平；

(9)本方法及设备能够动态检测待采掘物的硬度、采掘机所受的压力、采掘机与待采掘物之间的距离，并根据其测量结果自动调整截割深度及时调整牵引速度及冲击落料速度；

(10)最大限度的提高了采掘机对不同煤质煤层的适应度，使往复冲击式采掘机能真正长期应用于使用现场为国民经济的节能降耗、环保安全、持续高效做出贡献。

附图说明

图1为实施例1的主视图；

图2为实施例1中检测装置布置方式的结构示意图；

图3为实施例2中冲击装置支撑机构布置的结构示意图；

图4为实施例2中检测装置的结构示意图；

图5为实施例2中传感器布置的结构示意图；

图6为实施例3的主视图；

图7为实施例4的主视图；

图8为实施例5的主视图；

图9为实施例6中钢性感应器的结构示意图；

图10为实施例6中伸缩感应器的结构示意图；

图11为实施例6中伸缩感应器的另一种结构形式；

图12为实施例6中伸缩感应器的另一种结构形式；

图13为实施例6中伸缩感应器的另一种结构形式；

图14为实施例7中带滚动体的钢性感应器的结构示意图；

图15为实施例8中感应器固定方式的结构示意图；

图16为实施例9中伸缩感应器的结构示意图；

图17为实施例10中应变感应器的结构示意图；

图18为实施例11中电容感应器的结构示意图；

图19为实施例12中图像感应器的结构示意图；

图20为实施例13中电磁波感应器的结构示意图；

图21为实施例14中控制方式的原理示意图；

图22为实施例15中旋转编码传感器的结构示意图。

图中：1、检测装置；2、传感器；3、控制装置；4、冲击装置；5、机架；6、行走机构；7、机身；8、冲击装置支撑机构；9、摇臂；10、检测支架；11、行走轮；12、可弯曲刮板输送机；13、检测探头；14、无线信号器；15、电机；16、探头导向件；17、信号输入端；18、智能控制器；19、拉伸弹簧；20、信号传输线路；21、导向杆；22、压缩弹簧；23、导向支架；24、螺杆；25、调整螺母；26、固定件；27、螺母；28、探头限位件；29、滚动体；30、固定座；31、位置调整机构；32、固定螺母；33、应变测量件；34、电位器；35、电容；36、图像感应采集器；37、图像处理器；38、信号输出端；39、电磁波接收器；40、主回路；41、控制回路；42、齿条；43、齿轮；44、编码器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：

实施例1

图1至图2为实施例1中所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机包括机身7、冲击装置4、检测装置1、传感器2、控制装置3等，机身7包括冲击装置支撑机构8、机架5、行走机构6等。如图1所示，冲击装置4安装在冲击装置支撑机构8上，检测装置1安装在机身7上并且安装在机身7的冲击装置4上，传感器2设置在机身7上并且安装在检测装置1的后部，传感器2与检测装置1分体设置，检测装置1测量机身7与待采掘物的距离等，传感器2将机身7与待采掘物的距离传输给控制装置3，控制装置3控制机身7的行走速度和/或冲击装置4的冲击速度，传感器2与控制装置3分体或为一体式。

所述的检测装置1也可以单独设置在待采掘物需检测区域。

所述的传感器2与检测装置1也可以为一体式结构。

也可以通过检测装置1测量待采掘物的硬度或测量待采掘物对机身7的压力，或同时测量待采掘物的硬度和测量待采掘物对机身7的压力，或同时测量待采掘物的硬度、测量待采掘物对机身7的压力和测量机身7与待采掘物的距离来调整该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机的采掘参数，达到设备工作在最佳状态。

所述的传感器2与控制装置3也可以为一体式结构。

所述的机身7包括牵引驱动装置，控制装置3控制牵引驱动装置调整牵引速度。

所述的检测装置也可以由一个或一个以上感应器组成。

所述的检测装置包括感应器等，感应器与传感器分体或为一体式结构。

机身7还包括摇臂9等，冲击装置4设置在冲击装置支撑机构8上，冲击装置支撑机构8与摇臂9连接，摇臂9与机架5铰接，并可以沿与机架5的铰接点旋转。在机身7的下部设置有行走机构6。

如图2所示，检测装置1设置在机身7上，具体设置在机身7的机架5上。检测装置1包括检测支架10，检测支架10与机身7连接。

本发明还包括检测并控制保护采掘机的方法，该方法包括以下几种形式：

方法1：

设置冲击装置支撑机构等，设置机架等，设置行走机构等，使冲击装置支撑机构、机架、行走机构等组成机身；

设置冲击装置等，并将冲击装置设置在冲击装置支撑机构上；

设置检测装置等，将检测装置等设置在机身上或将检测装置设置在待采掘物需被测量区域空间，将检测装置的检测探头设置在冲击装置支撑机构与待采掘物之间或将检测装置的检测探头设置在机架与待采掘物之间或将检测装置的检测探头设置在待采掘物需被测量区域空间的检测支架上等；

设置传感器等，将传感器与检测装置连接或将传感器设置在动力源件上或将传感器设置在动力源件的主回路上等；

设置控制装置等，将控制装置设置在冲击装置和/或机身上；

将冲击装置等设置在机身上，使行走机构带动机身行走，用检测装置的检测探头测量待采掘物与采掘机的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对采掘机的压力，当测得的待采掘物与采掘机的距离大于设定数值时和/或当所测量的待采掘物对机身的压力小于设定数值时，检测装置通过传感器将检测量传递给控制装置，控制装置控制机身继续行走，冲击装置连续采掘；当测得的待采掘物与采掘机的距离小于设定数值时或当测得的待采掘物硬度大于设定数值时或当所测量的待采掘物对机身的压力大于设定数值时，检测装置通过传感器将检测量传递给控制装置，控制装置控制行走机构和/或冲击装置减速或停止。

在方法1的基础上，其方法2为：

将冲击装置设置在冲击装置支撑机构上，使行走机构等带动机身行走，用检测装置的检测探头测量待采掘物与采掘机的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对采掘机的压力，当测得的待采掘物与采掘机的距离大于设定数值时和/或当所测量的待采掘物对采掘机的压力小于设定数值时，检测装置通过传感器将检测数据传递给控制装置，控制装置根据检测量的大小调整机身的行进速度和/或冲击装置的冲击频率；当测得的待采掘物与机身的距离小于设定数值时或当测得的待采掘物硬度大于设定数值时或当所测量的待采掘物对机身的压力大于设定数值但不超过停机数值时，检测装置通过传感器将检测数据传递给控制装置，控制装置控制行走机构和/或冲击装置减速。

在方法1的基础上，其方法3为：

设置机架等，在机架上设置摇臂等，将检测装置设置于摇臂上，使检测装置的检测探头设置在摇臂与待采掘物之间。

在方法1的基础上，其方法4为：

设置检测装置等，将检测装置设置于冲击装置支撑机构或设置于机架或设置于摇臂等，使检测探头设有位置调整机构等，使位置调整机构调整检测探头与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离，使位置调整机构限制待采掘物与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离。

实施例2

图3至图5为实施例2所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，冲击装置支撑机构8单独设置并与机身7相连接，冲击装置支撑机构8通过行走轮11设置在可弯曲刮板输送机12上，并可以沿可弯曲刮板输送机12与该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机一起运动，检测装置1包括检测探头13、检测支架10等，检测装置1设置在冲击装置支撑机构8和/或机架5上，检测探头13设置在冲击装置支撑机构8与待采掘物之间或检测探头13设置在机架5与待采掘物之间或检测探头13设置在待采掘物需被测量区域空间的检测支架10上，检测探头13与检测支架10为分体连接式结构。

所述的检测探头13与检测支架10也可以为一体式结构。

其它同实施例1。

实施例3

图6为实施例3所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1不同的是，检测装置1设置在机身7的冲击装置4或机身7的其它部位，传感器2设置在检测装置1的后部。检测装置1直接顶到待采掘物后机身7过载，机身7上的传感器2向控制装置3发出指令，控制装置3调机身7的行走速度等。

其它同实施例1。

实施例4

图7为实施例4所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，该设备包括机身7、冲击装置4、检测装置1、传感器2、控制装置3等，传感器2与检测装置1连接，本实施例所用的传感器2为无线信号器14，传感器2的无线信号通过无线信号器14送至控制装置3，控制装置3控制机身7和/或冲击装置4免受损坏。

所述的传感器2也可以包括信号传输线路20等。传感器2的信号通过信号传输线路20送至控制装置3等。

其它同实施例1。

实施例5

图8为实施例5所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，该检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机包括机身7、冲击装置4、检测装置1、传感器2、控制装置3等，冲击装置4安装在机身7上，机身7包括电机15，检测装置1安装在机身7上的电机15中，检测装置1测量机身7与待采掘物的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或检测待采掘物对机身7的压力等，传感器2设置在电机15上，传感器2将机身7与待采掘物的距离和/或待采掘物的硬度和/或待采掘物对机身7的压力等传输给控制装置3等，控制装置3调整机身7的行走速度或调整冲击装置4的冲击速度，或同时调整机身7的行走速度和冲击装置4的冲击速度来保护采掘机工作。

所述的传感器2也可以设置在控制装置3上。

其它同实施例1。

实施例6

图9至图13为实施例6所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，检测装置1包括感应器，感应器包括伸缩感应器，伸缩感应器包括检测探头13、探头导向件16、弹性体、弹性体固定件26、探头限位件28，检测探头13设置于探头导向件16，弹性体与检测探头13连接或为一体式，弹性体的一端由弹性体固定件26固定，探头限位件28限制检测探头13的行程。

如图9为钢性感应器的结构示意图，钢性感应器包括检测探头13、探头导向件16，检测探头13设置于探头导向件16，传感器2与检测探头13分体连接，检测探头13与探头导向件16为分体式结构。探头导向件16由检测支架10固定并支撑。检测探头13与传感器2连接，从而检测探头13所测得的数据由传感器2感知并转化后由信号输入端17传递给智能控制器18，由智能控制器18进行处理。

所述的检测探头13与探头导向件16也可以为一体式结构。

所述的传感器2与检测探头13也可以为一体式结构。

如图10所示，为伸缩感应器的结构示意图，伸缩感应器包括检测探头13、检测支架10、探头导向件16、拉伸弹簧19等组成。检测探头13设置在探头导向件16中并可以在探头导向件16中滑动，在探头导向件16与传感器2之间设置有拉伸弹簧19，传感器2把从检测探头13感知的信号通过信号传输线路20传递控制装置3进行处理。

如图11所示，为伸缩感应器的另一种结构示意图，该伸缩感应器包括检测探头13、检测支架10、探头导向件16、压缩伸缩弹簧、导向杆21和导向支架23等组成。检测探头13设置在探头导向件16中并可以在探头导向件16中滑动，在探头导向件16与导向杆21之间设置压缩弹簧22，压缩弹簧22也设置在探头导向件16中，并且导向件的一端设置在探头导向件16中，其另一端设置在导向支架23中。导向杆21的另一端与传感器2连接，传感器2把从检测探头13感知的信号通过信号传输线路20传递控制装置3进行处理。

如图12所示，为伸缩感应器的另一种结构示意图，伸缩感应器包括检测探头13、检测支架10、探头导向件16、压缩弹簧22等组成。检测探头13设置在探头导向件16中并可以在探头导向件16中滑动，在探头导向件16与传感器2之间设置有压缩弹簧22，检测探头13的尾端为一螺杆24，螺杆24上设置有螺母27，传感器2可以沿螺杆24滑动，传感器2把从检测探头13感知的信号通过信号传输线路20传递控制装置3进行处理。

如图13所示，为伸缩感应器的另一种结构示意图，伸缩感应器包括检测探头13、检测支架10、探头导向件16等组成。检测探头13设置在探头导向件16中并可以在探头导向件16中滑动，传感器2设置在探头限位件28与检测探头13之间，探头限位件28包括调整螺母25、螺杆24和固定件26等组成，传感器2可以随螺杆24移动，传感器2把从检测探头13感知的信号通过信号传输线路20传递控制装置3进行处理。

所述的检测探头13的头部可以为锥形、铲形、镐形、方形、多边形、圆形、三角形或弧形等。

所述的检测探头13包括本体和头部镶块等，头部镶块为硬质合金或钨合金等，本体和头部镶块分体或为一体式结构。

所述的弹性体还可以为橡胶弹性体、聚酯弹性体、液压弹性体、气压弹性体、叠簧、扭簧或板簧等。

所述的检测探头13导向件还可以为自润滑材料等。

所述的探头限位件28与检测探头13连接方式还可以为卡槽连接、弹簧连接、固定连接、通过传感器2连接或绳连接等方式，探头限位件28与检测探头13分体设置或也可以为一体式结构。

所述的感应器还可以为光感应器、热感应器、电容35感应器、电感感应器、红外线感应器、变压感应器、电阻感应器、霍尔感应器、超声感应器、光栅感应器、磁栅感应器、热释放电红外感应器、磁电感应器、多普勒感应器、变磁阻感应器、差动变压感应器、光纤感应器、应变感应器、谐振感应器、压电感应器、薄膜应变感应器、应变式压力感应器、陶瓷感应器、扩散硅感应器或蓝宝石感应器等，也可以为以上感应器的组合使用。

其它同实施例1。

实施例7

图14为实施例7所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1和6不同的是在检测探头13与探头导向件16之间设有滚动体29。滚动体29的设置减小了检测探头13与检测支架10之间的摩擦阻力，提高了传感器2的测量灵敏性。

其它同实施例1和6。

实施例8

图15为实施例8所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，探头导向件16包括固定座30，固定座30安装在机身7上，固定座30也可以安装于有利于对待采掘煤层进行测量的空间的位置。

其它同实施例1。

实施例9

图16为实施例9所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，检测装置1包括检测探头13，检测探头13包括位置调整机构31，位置调整机构31调整检测探头13与冲击装置支撑机构8或机架5或摇臂9的距离，位置调整机构31限制待采掘物与冲击装置支撑机构8或机架5或摇臂9的距离。

如图16所示为其结构示意图，该检测装置1包括检测探头13、探头导向件16，位置调整机构31包括压缩弹簧22、调整螺母25、固定螺母32，调整螺母25调整压缩弹簧22的预压力，固定螺母32设置检测探头13的位置及插入待采掘物的深度。检测探头13设置于探头导向件16，传感器2与检测探头13分体连接，检测探头13与探头导向件16为分体式结构。探头导向件16由检测支架10固定并支撑。检测探头13与传感器2连接，从而检测探头13所测得的数据由传感器2感知并转化后由信号输入端17传递给智能控制器18，由智能控制器18进行处理。

所述的位置调整机构31还可以为卡槽调整机构、顶丝锁紧机构、液压调整机构、气动调整机构、电磁调整机构、齿轮齿条调整机构、绳与卷绳器调整机构、锁舌调整机构、链轮链条调整机构、垫块调整机构、千斤顶调整机构、挂齿式调整机构或拨齿式调整机构等，也可以为以上调整机构的组合使用。

其它同实施例1。

实施例10

图17为实施例10所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，在该应变感应器的结构示意图中，包括应变测量件33、电位器34、信号输入端17和智能控制器18。应变测量件33所产生的信号经电位器34转化后由信号输入端17传输给智能控制器18，智能控制器18对所收到的信号进行处理后并发出控制信号。

其它同实施例1。

实施例11

图18为实施例11所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1不同的是：其传感器2为电容传感器，电容传感器包括电容35、信号输入端17和智能控制器18等组成。

其它同实施例1。

实施例12

图19为实施例12所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1不同的是：其感应器为图像感应器，图像感应器包括图像感应采集器36、图像处理器37和信号输出端38等组成。

其它同实施例1。

实施例13

图20为实施例13所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1不同的是：其感应器为电磁波感应器，电磁波感应器包括电磁波接收器39和信号输出端38等组成。

其它同实施例1。

实施例14

图21为实施例14所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1不同的是：所述控制装置3为电气控制装置3，电气控制装置3包括开关磁阻电机控制装置、步进电机控制装置、摇感控制装置、电磁控制装置、串极调速控制装置、直流电机控制装置、变极对数控制装置、串电阻控制装置或变频控制装置等。

电气控制装置3包括智能控制器18、控制回路41、主回路40和传感器2等组成，智能控制器18通过操作控制回路41控制主回路40，进而控制电机15的增速、减速、启动或停止。

所述的控制装置3还可以为机械控制装置、液压控制装置或气动控制装置等。

其它同实施例1。

实施例15

图22为实施例15所述的检测并利用检测结果控制保护冲击采掘机，与实施例1不同的是：其传感器2为旋转编码传感器，旋转编码传感器包括齿条42、齿轮43、编码器44、信号输入端17和智能控制器18等组成。齿条42的移动转化成齿轮43的旋转运动，编码器44将齿轮43的旋转圈数转化成电信号，电信号经信号输入端17传递给智能控制器18进行处理。

所述的传感器2还可以为压力传感器、位置传感器、电感传感器、电容传感器、位移传感器、角度传感器、热继电传感器、电机综合保护传感器、压磁传感器、雷达传感器、线圈传感器、电感传感器、红外线传感器、变压传感器、电阻传感器、霍尔传感器、超声传感器、光栅传感器、磁栅传感器、热释放红外传感器、磁电传感器、多普勒传感器、变磁阻传感器、差动变压传感器、光纤传感器、谐振传感器、压电传感器、陶瓷传感器、扩散硅传感器、蓝宝石传感器或以上传感器的组合使用。

其它同实施例1。

Claims (26)

1.检测并控制保护采掘机的方法，其特征在于该方法是由以下步骤实现：

设置冲击装置支撑机构，设置机架，设置行走机构，使冲击装置支撑机构、机架、行走机构组成机身；

设置冲击装置，并将冲击装置设置在冲击装置支撑机构上；

设置检测装置，将检测装置设置在机身上或将检测装置设置在待采掘物需被测量区域空间，将检测装置的检测探头设置在冲击装置支撑机构与待采掘物之间或将检测装置的检测探头设置在机架与待采掘物之间或将检测装置的检测探头设置在待采掘物需被测量区域空间的检测支架上；

设置传感器，将传感器与检测装置连接或将传感器设置在动力源件上或将传感器设置在动力源件的主回路上；

设置控制装置，将控制装置设置在冲击装置和/或机身上；

使行走机构带动机身行走，用检测装置的检测探头测量待采掘物与采掘机的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对采掘机的压力，当测得的待采掘物与采掘机的距离大于设定数值时和/或当所测量的待采掘物对机身的压力小于设定数值时，检测装置通过传感器将检测量传递给控制装置，控制装置控制机身继续行走，冲击装置连续采掘；当测得的待采掘物与采掘机的距离小于设定数值时或当测得的待采掘物硬度大于设定数值时或当所测量的待采掘物对机身的压力大于设定数值时，检测装置通过传感器将检测量传递给控制装置，控制装置控制行走机构和/或冲击装置减速或停止。

2.根据权利要求1所述的检测并控制保护采掘机的方法，其特征在于：将冲击装置设置在冲击装置支撑机构上，使行走机构带动机身行走，用检测装置的检测探头测量待采掘物与机身的距离或测量待采掘物的硬度或测量待采掘物对机身的压力，当测得的待采掘物与机身的距离大于设定数值时和/或当待采掘物被测得的硬度小于设定数值时和/或当所测量的待采掘物对机身的压力小于设定数值时，检测装置通过传感器将检测数据传递给控制装置，控制装置根据检测数据的大小调整机身的行进速度和/或调整冲击装置的冲击频率；当测得的待采掘物与机身的距离小于停机设定数值时或当所测量的待采掘物对机身的压力大于停机设定数值时，检测装置通过传感器将检测数据传递给控制装置，控制装置控制行走机构停止行走和/或冲击装置停止冲击。

3.根据权利要求1所述的检测并控制保护采掘机的方法，其特征在于：设置机架，在机架上设置摇臂，将检测装置设置于摇臂上，使检测装置的检测探头设置在摇臂与待采掘物之间。

4.根据权利要求1所述的检测并控制保护采掘机的方法，其特征在于：设置检测装置，将检测装置设置于冲击装置支撑机构或设置于机架或设置于摇臂，使检测探头设有位置调整机构，使位置调整机构调整检测探头与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离，使位置调整机构限制待采掘物与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离。

5.一种实施权利要求1所述检测并控制保护采掘机方法的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：包括机身、冲击装置、检测装置、传感器、控制装置，机身包括冲击装置支撑机构、机架、行走机构，冲击装置安装在冲击装置支撑机构上，检测装置安装在机身上或单独设置在待采掘物需检测区域，传感器与检测装置连接或传感器设置在机身上，传感器与检测装置分体设置或为一体式，检测装置测量机身与待采掘物的距离和/或测量待采掘物的硬度和/或测量待采掘物对机身的压力，传感器将机身与待采掘物的距离和/或待采掘物的硬度和/或待采掘物对机身的压力传输给控制装置，控制装置控制机身的行走速度和/或冲击装置的冲击速度，传感器与控制装置分体或为一体式。

6.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的检测装置包括检测探头、检测支架，检测装置设置在冲击装置支撑机构和/或机架上，检测探头设置在冲击装置支撑机构与待采掘物之间或检测探头设置在机架与待采掘物之间或检测探头设置在待采掘物需被测量区域空间的检测支架上，检测探头与检测支架分体或为一体式。

7.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的传感器包括信号传输线路或无线信号器，传感器的信号通过信号传输线路或无线信号器送至控制装置，控制装置控制机身和/或冲击装置免受损坏。

8.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的检测装置包括感应器，感应器包括钢感应器、光感应器、热感应器、伸缩感应器、电磁波感应器、图像感应器、电容感应器、电感感应器、红外线感应器、变压感应器、电阻感应器、霍尔感应器、超声感应器、光栅感应器、磁栅感应器、热释放电红外感应器、磁电感应器、多普勒感应器、变磁阻感应器、差动变压感应器、光纤感应器、应变感应器、谐振感应器、压电感应器、薄膜应变感应器、应变式压力感应器、陶瓷感应器、扩散硅感应器或蓝宝石感应器。

9.根据权利要求8所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的钢感应器包括检测探头、探头导向件，检测探头设置于探头导向件，传感器与检测探头分体或为一体式，检测探头与探头导向件分体或为一体式。

10.根据权利要求8所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的伸缩感应器包括检测探头、探头导向件、弹性体、弹性体固定件、探头限位件，检测探头设置于探头导向件，弹性体与检测探头连接或为一体式，弹性体的一端由弹性体固定件固定，探头限位件限制检测探头的行程。

11.根据权利要求6所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的检测探头的头部为锥形、铲形、镐形、方形、圆形、三角形或弧形。

12.根据权利要求6所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的检测探头的头部为多边形。

13.根据权利要求6所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的检测探头包括本体和头部镶块，头部镶块为硬质合金或钨合金，本体和头部镶块分体或为一体式结构。

14.根据权利要求6或9所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的检测探头与探头导向件之间设有滚动体。

15.根据权利要求10所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的弹性体包括钢弹簧、橡胶弹性体、聚酯弹性体、液压弹性体、气压弹性体、叠簧、扭簧或板簧。

16.根据权利要求9或10所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述探头导向件包括固定座，固定座安装在机身上。

17.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述检测装置包括检测探头，检测探头包括位置调整机构，位置调整机构调整检测探头与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离，位置调整机构限制待采掘物与冲击装置支撑机构或机架或摇臂的距离。

18.根据权利要求17述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述位置调整机构包括螺纹调整机构、卡槽调整机构、顶丝锁紧机构、液压调整机构、气动调整机构、电磁调整机构、齿轮齿条调整机构、绳与卷绳器调整机构、锁舌调整机构、链轮链条调整机构、垫块调整机构、千斤顶调整机构、挂齿式调整机构或拨齿式调整机构。

19.根据权利要求10所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述探头限位件与检测探头连接方式为螺纹连接、卡槽连接、弹簧连接、通过传感器连接或绳连接，探头限位件与检测探头分体设置或为一体式结构。

20.根据权利要求10所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述探头限位件与检测探头连接方式为固定连接，探头限位件与检测探头分体设置或为一体式结构。

21.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述传感器包括压力传感器、位置传感器、电感传感器、电容传感器、位移传感器、旋转编码传感器、角度传感器、热继电传感器、电机综合保护传感器、压磁传感器、雷达传感器、线圈传感器、红外线传感器、变压传感器、电阻传感器、霍尔传感器、超声传感器、光栅传感器、磁栅传感器、热释放红外传感器、磁电传感器、多普勒传感器、变磁阻传感器、差动变压传感器、光纤传感器、应变传感器、谐振传感器、压电传感器、陶瓷传感器、扩散硅传感器或蓝宝石传感器。

22.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述控制装置包括机械控制装置、电气控制装置、液压控制装置或气动控制装置，电气控制装置包括开关磁阻电机控制装置、步进电机控制装置、遥感控制装置、电磁控制装置、串极调速控制装置、直流电机控制装置、变极对数控制装置、串电阻控制装置或变频控制装置。

23.根据权利要求22的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述电气控制装置包括智能控制器、控制回路、动力回路，智能控制器通过操作控制回路控制动力回路，进而控制电机的增速、减速、启动或停止。

24.根据权利要求22的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述电气控制装置包括控制回路、主回路，控制回路控制主回路的接通与关断，进而控制电机启动或停止。

25.根据权利要求5所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述机身包括牵引驱动装置，控制装置控制牵引驱动装置调整牵引速度。

26.根据权利要求8所述的检测并利用检测结果控制保护的冲击采掘机，其特征在于：所述的感应器与传感器分体或为一体式。