CN105041312A

CN105041312A - 采煤机监测装置

Info

Publication number: CN105041312A
Application number: CN201510475224.2A
Authority: CN
Inventors: 马鹏宇; 余佳鑫; 黄金福; 王新军; 仲兆峰; 郭伟文
Original assignee: Guangzhou Ropente Technology Development Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Ropente Technology Development Co Ltd
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明涉及一种采煤机监测装置，包括：传感器单元、无线发射器、无线接收器；所述传感器单元和无线发射器相互连接，并分别安装在采煤机上；无线发射器通过无线网络连接无线接收器；无线接收器安装在支架控制器上，并与支架控制器连接；所述传感器单元用于获取采煤机的状态信息，并将所述状态信息通过无线发射器发送至无线接收器；无线接收器接收所述状态信息，并将所述状态信息发送至支架控制器，支架控制器根据状态信息对采煤机进行监测；其中，所述状态信息包括采煤机的位置信息、冷却水水压、冷却水流量、油泵输出压力；其可以保持状态信息传输的稳定性，提高采煤机的监测效果。

Description

采煤机监测装置

技术领域

本发明涉及采煤技术领域，特别是涉及一种采煤机监测装置。

背景技术

电牵引采煤机以其性能参数优、可靠性高、自动化程度高、操作方便、控制灵敏、监控保护及监测功能完善等众多优点被迅速推广使用，目前己成为国内现代化矿井机械化高产高效综掘装备的核心。电牵引采煤机在煤矿井下特殊的运行环境时，需要对其自身的各类参数进行监测，同时由于自动化采煤的需要，对采煤机的位置信息及各类传感器进行监测是一个非常重要的环节，只有在支架控制单元确认采煤机所处的位置后，才能根据获得的位置信息，发出相应的控制指令，实现支架的联动。

现有技术中，获取到相关监测信息后，在上述监测信息的传输过程中容易受到各类环境因素的影响，导致监测信息的传输不稳定，采煤机的监测效果差。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中采煤机监测效果差的技术问题，提供一种采煤机监测装置。

一种采煤机监测装置，包括：传感器单元、无线发射器、无线接收器；

所述传感器单元和无线发射器相互连接，并分别安装在采煤机上；所述无线发射器通过无线网络连接无线接收器；所述无线接收器安装在支架控制器上，并与支架控制器连接；

所述传感器单元用于获取采煤机的状态信息，并将所述状态信息通过无线发射器发送至无线接收器；无线接收器接收所述状态信息，并将所述状态信息发送至支架控制器，支架控制器根据所述状态信息对采煤机进行监测。

上述采煤机监测装置，通过将传感器单元安装在采煤机上测量采煤机的状态信息，将上述状态信息通过无线发射器发送至无线接收器，无线接收器收所述状态信息，并将所述状态信息发送至支架控制器，支架控制器根据所述状态信息对采煤机进行监测，使采煤机的监测可以利用无线网络进行传输，其中通过传感器单元获取的采煤机状态信息在传输过程中受外界环境因素影响小，可以保持状态信息传输的稳定性，提高采煤机的监测效果。

附图说明

图1为一个实施例的采煤机监测装置结构示意图；

图2为一个实施例的发射器以无线接收器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的采煤机监测装置的具体实施方式进行详细阐述。

参考图1，图1所示为一个实施例的采煤机监测装置结构示意图，包括：传感器单元11、无线发射器13、无线接收器15；

所述传感器单元11和无线发射器13相互连接，并分别安装在采煤机上；所述无线发射器13通过无线网络连接无线接收器15；所述无线接收器15安装在支架控制器17上，并与支架控制器17连接；

所述传感器单元11用于获取采煤机的状态信息，并将所述状态信息通过无线发射器发送至无线接收器15；无线接收器15接收所述状态信息，并将所述状态信息发送至支架控制器17，支架控制器17根据所述状态信息对采煤机进行监测；其中，所述状态信息包括采煤机的位置信息、冷却水水压、冷却水流量、油泵输出压力。

本实施例中，上述无线网络可以包括通过公众移动通信网(如4G，3G或GPRS)或无线局域网(WiFi，SUB-1G.，Buleteeth)等；无线接收器15通过无线网络接收上述状态信息传输至支架控制器后，支架控制器可以对这些状态信息进行相应的分析，根据所分析的结果监测上述采煤机，比如采煤机的位置位于哪一处说明其位置正常，上述冷却水水压和冷却水流量分布在什么范围内说明采煤机的冷却系统处于正常工作状态等等。上述支架控制器根据状态信息实现了对相应采煤机的监测后，可以将上述监测结果发送至井下顺槽集控中心，井下顺槽集控中心可以根据监测结果控制相应的采煤机工作，以提高其控制效率。

本实施例提供的采煤机监测装置，通过将传感器单元安装在采煤机上测量采煤机的状态信息，将上述状态信息通过无线发射器发送至无线接收器，无线接收器收所述状态信息，并将所述状态信息发送至支架控制器，支架控制器根据所述状态信息对采煤机进行监测，使采煤机的监测可以利用无线网络进行传输，其中通过传感器单元获取的采煤机状态信息在传输过程中受外界环境因素影响小，可以保持状态信息传输的稳定性，提高采煤机的监测效果。

在一个实施例中，上述传感器单元可以包括旋转编码器，所述旋转编码器安装在采煤机的行走电机输出轴上，连接无线发射器；所述旋转编码器用于获取行走电机输出轴的转动变化量，并将所述转动变化量通过无线发射器发送至无线接收器。

本实施例中，无线接收器接收所述转动变化量后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述转动变化量以及采煤机链轮等机械结构的尺寸，计算出采煤机在刮板运输机上行走的精确位置。

在一个实施例中，上述传感器单元包括第一压力传感器和流量传感器，所述第一压力传感器和流量传感器分别连接所述无线发射器；

所述第一压力传感器安装在采煤机的冷却水进水口，用于测量冷却水水压，并将所述冷却水水压通过无线发射器发送至无线接收器；

所述流量传感器安装在采煤机的冷却水出水口，用于测量冷却水流量，并将所述冷却水流量通过无线发射器发送至无线接收器。

本实施例中，无线接收器接收所述冷却水水压和冷却水流量后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述冷却水水压和冷却水流量监测采煤机的冷却系统是否正常工作。

在一个实施例中，上述传感器单元包括第二压力传感器；所述第二压力传感器安装在采煤机的油泵上，并连接所述无线发射器；所述第二压力传感器用于测量油泵输出压力，并将所述油泵输出压力通过无线发射器发送至无线接收器。

本实施例中，无线接收器接收所述油泵输出压力后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述油泵输出压力监测采煤机的油泵是否正常工作。

在一个实施例中，在采煤机的电机减速器输出轴等位置还可以安装温度传感器，用于测量设备具体位置的工作温度。

在一个实施例中，上述传感器单元可以包括倾角传感器和振动传感器；所述倾角传感器和振动传感器分别安装在采煤机的摇臂上，并分别连接所述无线发射器；所述倾角传感器用于测量摇臂倾角，并将所述摇臂倾角通过无线发射器发送至无线接收器；所述振动传感器用于测量摇臂的振动状态信息，并将所述振动状态信息通过无线发射器发送至无线接收器。

本实施例中，无线接收器接收所述摇臂倾角后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述摇臂倾角计算采煤机的摇臂高度，进而对上述摇臂进行监控；无线接收器接收所述振动状态信息后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述振动状态信息监测采煤机截割过程中的工作。

在一个实施例中，上述传感器单元包括电压传感器和电流传感器；所述电压传感器和电流传感器分别安装在采煤机的高压变频控制箱的进线端，并分别连接所述无线发射器；所述电压传感器用于测量采煤机电控系统的供电电压，并将所述供电电压通过无线发射器发送至无线接收器；所述电流传感器用于测量采煤机电控系统的供电电流，并将所述供电电流通过无线发射器发送至无线接收器。

本实施例中，无线接收器接收所述供电电压后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述供电电压监测采煤机整个电控系统中供电电源的实时工作，对其工作状态进行有效监测；无线接收器接收所述供电电流后将其发送至支架控制器，支架控制器可以根据上述供电电流监测采煤机整个电控系统中供电电源的实时工作，对其工作状态进行有效监测。

上述各个传感器可以根据采煤机具体的测量要求，分别布置在采煤机机身的相应位置，进而构成了左摇臂监测单元、右摇臂监测单元、高压变频控制箱监测单元、振动监测单元、机身外围监测单元等监测和控制单元，通过上述各类传感器获得采煤机实际运行过程中的各类工况数据。

在一个实施例中，上述传感器单元通过RS485总线或者CAN总线连接所述无线发射器。

本实施例中，采用RS485总线或者CAN总线进行相关数据的传输，可以保证这些数据在传输过程中的稳定性。

在一个实施例中，一台无线发射器可以对应连接至少两台无线接收器。

本实施例中，一台无线发射器对应连接至少两台无线接收器；无线发射器发送携带标识符的状态信息至相应的无线接收器，无线接收器根据所述标识符选择其中一台无线接收器接收所述状态信息；其中所述标识符为预设的表征状态信息帧序号的标识符；若其中某台无线接收器在进行其他数据的接收，该无线发射器则可以选择其他空闲的无线接收器进行相关数据的发送，以提高其中数据传输的稳定性。

在一个实施例中，上述状态信息可以预设优先等级；若所述无线发射器同时收到多个状态信息，则按照优先等级从高至低的顺序对所述多个状态信息进行发送。

本实施例中，由于一个无线发射器可能连接多个传感器，可能有多个传感器在相近的时间发送采煤机的状态信息至某个无线发射器，此时，无线发射器可以根据上述状态信息的优先等级按照优先级从高至低的顺序将其发送至相应的无线接收器。其中，上述状态信息的优先等级可以根据传感器的重要程度、测量数据的变化趋势等因素进行设定，比如，冷却水水压、冷却水流量、减速器输出轴温度等数据，变化较慢，此类数据可选择较大的时间间隔进行发送，他们的优先等级可以设置为较低的等级；采煤机位置、左右摇臂高度等数据变化较频繁，而且井下顺槽集控中心需实时获取这些数据，用于进行采煤机的远程控制，这些数据可以设置为较高的等级。通过将上述状态信息设置优先级，实现其有序发送，可以保证上述各个状态信息传输的独立性与完整性，进而提高支架控制器所接收的状态信息的准确性，使支架控制器可以准确有效的对相应的采煤机进行监测。

在一个实施例中，上述支架控制器的数量为多台，各台支架控制器分别连接井下顺槽集控中心；所述各台支架控制器根据所述状态信息获取监测结果，并向所述监测结果添加数据帧，所述数据帧包含帧序号，所述帧序号与监测结果一一对应；所述各台支架控制器将所述监测结果发送至井下顺槽集控中心，所述井下顺槽集控中心接受所述监测结果后向各个支架控制器发送标识符，其中，所述标识符包括所述监测结果对应的帧序号；各个支架控制器接收所述标识符，并根据标识符中的帧序号停止所述帧序号对应的监测结果的发送。

本实施例中，若多台支架控制器获取到相同的状态信息，并根据这些状态信息得到相同的监测结果，可以向所述监测结果添加包含帧序号的数据帧，这样井下顺槽集控中心接受上述监测结果后可以向各个支架控制器发送表示确认的标识符；各个支架控制器可以根据所述标识符中的帧序号停止相应监测结果的发送，这样便避免了上述相同监测结果的重复发送，可以减少整个系统的通信压力，还可以提高井下顺槽集控中心根据监测结果进行采煤机监控的效率。

在一个实施例中，无线发射器获取传感器单元所测量的全部工况数据后，可以对数据的内容进行解析，根据传感器的重要程度、测量数据的变化趋势等，对各数据的发射间隔进行优化，在保证数据实时性的前提下，避免频繁的发送数据，占用通信信道。例如，冷却水水压、冷却水流量、减速器输出轴温度等数据，变化较慢，此类数据可选择较大的时间间隔进行发送，若此类数据出现异常突变，可能为相关设备发生故障，此时这些数据便会被及时发出。采煤机位置、左右摇臂高度等数据变化较频繁，而且井下顺槽集控中心需实时获取这些数据，用于进行采煤机的远程控制，同时采煤机位置信息也需要实时发送至支架控制器，因此此类数据具有最高优先级，一旦收到，需第一时间发出。

为保证系统的冗余性，在布置无线接收器时，保证同一时刻，至少存在两台无线接收器可接收到无线发射器广播数据。为避免相同的数据重复传输，占用不必要的通信带宽。每次无线发射器在进行数据广播时，数据帧中都包含代表帧序号的标示符，当两个或两个以上的支架控制器收到相同帧序号的标示符时，支架控制器会根据其距离井下顺槽集控中心的相对位置进行判断，只有距离井下顺槽集控中心最近的支架控制器会发送此帧监控数据，保证同一时间获得的相关数据，不会被重复多次发送，减少系统的通信压力。

在一个实施例中，无线发射器以无线接收器的连接示意图可以如图2所示，假设每个10台支架控制器安装一个无线接收器，支架控制器可根据距离服务器的位置远近自动编码。在同一时刻，无线接收器3，无线接收器4，和无线接收器5三个无线接收器(上述编码仅为了方便说明，实际的无线接收器均无需设置ID)均收到了无线发射器所发出的广播信息帧。此时与上述三个无线接收器连接的支架控制器需要将所接收到的信息进行上传。为了避免同一数据帧被频繁发送，首先，当无线发射器发送广播帧时，数据帧中包含表明发送顺序的标识字段，当无线接收器3，无线接收器4，和无线接收器5三个无线接收器收到的数据帧具有同样的标识字段时，其会自动判定无线接收器3所连接的#31号支架控制器离服务器距离最近，即最靠近井下顺槽监控中心，因此仅由#31号控制器将所接收到的采煤机数据发送至顺槽监控中心，而无线接收器4和无线接收器5这两个无线接收器所连接的支架控制器不会转发此数据帧，避免相同的数据帧被重复发送。

在采煤机运动过程中，如果无线接收器3接收到的无线发射器发出的广播帧为A，而无线接收器4接收到的无线发射器发出的广播帧为B，由于数据帧的标识字段不一致，因此两个数据帧都会被所连接的支架控制器转发至顺槽监控中心，保证数据帧的完整性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种采煤机监测装置，其特征在于，包括：传感器单元、无线发射器、无线接收器；

2.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述传感器单元包括旋转编码器，所述旋转编码器安装在采煤机的行走电机输出轴上，连接无线发射器；所述旋转编码器用于获取行走电机输出轴的转动变化量，并将所述转动变化量通过无线发射器发送至无线接收器。

3.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述传感器单元包括第一压力传感器和流量传感器，所述第一压力传感器和流量传感器分别连接所述无线发射器；

4.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述传感器单元包括第二压力传感器；所述第二压力传感器安装在采煤机的油泵上，并连接所述无线发射器；所述第二压力传感器用于测量油泵输出压力，并将所述油泵输出压力通过无线发射器发送至无线接收器。

5.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述传感器单元包括倾角传感器和振动传感器；所述倾角传感器和振动传感器分别安装在采煤机的摇臂上，并分别连接所述无线发射器；所述倾角传感器用于测量摇臂倾角，并将所述摇臂倾角通过无线发射器发送至无线接收器；所述振动传感器用于测量摇臂的振动状态信息，并将所述振动状态信息通过无线发射器发送至无线接收器。

6.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述传感器单元包括电压传感器和电流传感器；所述电压传感器和电流传感器分别安装在采煤机的高压变频控制箱的进线端，并分别连接所述无线发射器；所述电压传感器用于测量采煤机电控系统的供电电压，并将所述供电电压通过无线发射器发送至无线接收器；所述电流传感器用于测量采煤机电控系统的供电电流，并将所述供电电流通过无线发射器发送至无线接收器。

7.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述传感器单元通过RS485总线或者CAN总线连接所述无线发射器。

8.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述状态信息预设优先等级；若所述无线发射器同时收到多个状态信息，则按照优先等级从高至低的顺序对所述多个状态信息进行发送。

9.根据权利要求1所述的采煤机监测装置，其特征在于，所述支架控制器的数量为多台，各台支架控制器分别连接井下顺槽集控中心；所述各台支架控制器根据所述状态信息获取监测结果，并向所述监测结果添加数据帧，所述数据帧包含帧序号，所述帧序号与监测结果一一对应；所述各台支架控制器将所述监测结果发送至井下顺槽集控中心，所述井下顺槽集控中心接受所述监测结果后向各个支架控制器发送标识符，其中，所述标识符包括所述监测结果对应的帧序号；各个支架控制器接收所述标识符，并根据标识符中的帧序号停止所述帧序号对应的监测结果的发送。