CN105059869A - 刮板输送机哑铃销断裂检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统和方法，属于销断裂检测系统及方法。该系统包括刮板输送机、无线测距装置、无线通讯设备、支架控制器和监控中心；无线测距装置安装在刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，有激光测距仪和反射靶板，检测任意两相邻溜槽的相对位移；无线通讯设备实现无线测距装置和支架控制器的通信，将激光测距仪的位移数据以无线传输方式传至支架控制器；支架控制器控制刮板输送机溜槽的动作；监控中心与支架控制器电气连接，可将任意相邻溜槽相对位移数据进行存储处理。该方法以两相邻溜槽之间相对位移值为参考，判断哑铃销是否发生断裂故障，能准确确定断裂哑铃销的位置，并通过支架控制器控制溜槽动作，具有极高的推广和使用价值。

Description

刮板输送机哑铃销断裂检测系统及方法
技术领域
本发明涉及一种销断裂检测系统及方法，特别是一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统及方法。
背景技术
综采工作面刮板输送机溜槽间通过哑铃销连接，煤矿开采过程中，综采设备随着采煤工作面的变化而不断推进，推溜时哑铃销承受着巨大的冲击载荷作用，过大的拉力极易造成哑铃销的磨损和断裂。溜槽推移过程中，所受推移阻力不断增大，推移行程也不断增大，若哑铃销出现断裂故障将直接导致中部槽连接错位或脱开，并引起连锁反应影响到工作面的正常生产，甚至导致整个采煤工作系统瘫痪，存在着巨大的安全隐患。
目前，国内大部分矿井仍然沿用传统的人工检查方式对哑铃销的断裂故障进行检测，由于矿井工作环境复杂，且哑铃销数目多检测工作量大，很难及时检测并更换断裂的哑铃销，无法确保矿井开采的安全进行。现有的断裂检测技术，包括如电磁感应技术、光纤传感器检测技术、应变传感器检测技术和牵引回流检测技术等，受到矿井工作环境复杂性的影响，井下布置困难，且容易受到外界干扰，可行性较差。
发明内容
发明目的：本发明提供一种克服了人工检测的不足，简单易行、易于维护的刮板输送机哑铃销断裂检测系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统，包括刮板输送机、无线测距装置、无线通讯设备、支架控制器和监控中心；所述刮板输送机溜槽和综采工作面液压支架一一对应，沿采煤机工作面直线布置，支架控制器安装于液压支架底座，用于控制液压支架推溜拉溜动作，并与液压支架一一对应，无线测距装置安装在刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，无线测距装置和支架控制器通过无线通讯设备通信，支架控制器通过CAN总线转以太网网关与监控中心电气连接；无线通讯设备由ZigBee无线数传模块构成，监控中心包括以ARM、DSP或FPGA等芯片为微处理器的信号处理系统和以MCGS工控软件为核心的数显单元。
所述无线测距装置包括导向装置、支护机构、固定底座、激光测距仪、反射靶板和固定螺栓，导向装置焊接于刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，并与槽帮上表面共同构成导向槽，支护机构通过固定螺栓和导向装置固定，并可沿导向槽平行移动，激光测距仪置于固定底座内，通过固定螺栓固定于支护机构上，反射靶板直接焊接于与激光投射方向对应的支护机构上。
所述激光测距仪射线投射方向与反射靶板中心处于同一水平直线上，且在任意相邻溜槽安装位置相同。
一种刮板输送机哑铃销断裂检测方法，包括以下步骤：
a)、保证综采工作面设备直线度和平整度的前提下，刮板输送机溜槽与液压支架、支架控制器一一对应，并统一编号；
b)、设定位移比率阈值：刮板输送机推溜动作前，固定在支护机构上的激光测距仪和反射靶板之间距离为L，C＜L＜D，刮板输送机推溜过程中，由于受到相邻溜槽凹凸头配合长度A以及哑铃销销杆长度B的限制，在任意哑铃销断裂前，对应相邻两溜槽相对平移过程中必有两个相对位移极限位置，此时推溜所受阻力最大，哑铃销受拉力最大并达到最大变形，哑铃销濒临断裂状态：设定任意两相邻溜槽相对同向运行时，激光测距仪和反射靶板之间最大距离值为D,设定任意两相邻溜槽相对反向运行时，激光测距仪和反射靶板之间最小距离值为C,为了消除判定误差，分别设定0.9C/L和1.1D/L的值为两个阈值M0％和N0％；
c)、无线测距：刮板输送机推溜过程中，激光测距仪发射激光信号，激光信号发射至反射靶板并反射回来需要一定的时间间隔，根据这一时间间隔可确定激光测距仪与反射靶板之间的距离，无线通信设备可将测得的距离数据转换为电信号的形式并以无线方式传输给支架控制器，支架控制器将数据信号进一步传送给监控中心，从而完成任意两相邻溜槽相对位移的一次测量；
d)、支架控制器控制动作：监控中心将任意两相邻溜槽相对位移数据E进行处理并按照特定顺序编号，并实时计算得到相对位移比率N％，N％＝E/L，通过对比N％与所设定阈值之间的关系：若每5s内任意时刻数据值满足M0％＜N％＜N0％，则哑铃销正常工作；若每5s内任意时刻出现N％＜M0％或者N％＞N0％则可判定哑铃销断裂，监控中心汇总数据确定断裂哑铃销的位置，并将反馈信息传输至对应的支架控制器控制停止对应溜槽动作，并对刮板输送机停机检查；
e)、重复步骤c)至d)，实时检测刮板输送机哑铃销断裂情况。
有益效果：本发明以刮板输送机推溜过程中任意两相邻溜槽之间的相对位移量为参考依据，通过与设定阈值对比可准确判定哑铃销是否断裂，由监控中心快速确定断裂哑铃销的位置，并将反馈信息传输至对应的支架控制器控制对应溜槽动作，规避了繁复的人工作业和人工检测的盲目性，大大缩短了检测周期。
附图说明
图1为本发明哑铃销断裂检测方法的流程示意图。
图2为本发明无线测距装置的安装示意图。
图2-1为无线测距装置结构图。
图3为本发明哑铃销座的配合尺寸示意图。
图4为本发明实施例断裂检测过程中相邻溜槽的临界状态示意图。
图中：1、刮板输送机溜槽，2、无线测距装置，21、导向装置，22、支护机构，23、固定底座，24、反射靶板，25、固定螺栓，26、接线孔，3、哑铃销。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图2所示，本发明的刮板输送机哑铃销断裂检测系统包括刮板输送机溜槽、无线测距装置、无线通讯设备、支架控制器和监控中心。所述刮板输送机溜槽1和综采工作面液压支架一一对应，沿采煤机工作面直线布置，支架控制器安装于液压支架底座，用于控制液压支架推溜拉溜动作，并与液压支架一一对应，无线测距装置2安装在刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，无线测距装置2和支架控制器通过无线通讯设备通信，支架控制器通过CAN总线转以太网网关与监控中心电气连接；无线通讯设备由ZigBee无线数传模块构成，监控中心包括以ARM、DSP或FPGA等芯片为微处理器的信号处理系统和以MCGS工控软件为核心的数显单元。
所述无线测距装置2包括导向装置21、支护机构22、固定底座23、激光测距仪、反射靶板24和固定螺栓25；导向装置21焊接于刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，并与槽帮上表面共同构成导向槽，支护机构22通过固定螺栓25和导向装置21固定，并可沿导向槽平行移动，激光测距仪置于固定底座23内，通过固定螺栓25固定于支护机构22上，反射靶板24直接焊接于与激光投射方向对应的支护机构上，支护机构22上设置有接线孔26，用于供电布线和无线通讯设备接线，激光测距仪射线投射方向与反射靶板24中心处于同一水平直线上，且在任意相邻溜槽安装位置相同。
如图1、3和4所示，本发明的刮板输送机哑铃销断裂检测系统及方法包括以下步骤：
a)、保证综采工作面设备直线度和平整度的前提下，刮板输送机溜槽与液压支架、支架控制器一一对应，并统一编号为1、2……N-1、N；
b)、设定位移比率阈值：刮板输送机推溜动作前，固定在支护机构22上的激光测距仪和反射靶板24之间距离为L，C＜L＜D，刮板输送机推溜过程中，由于受到相邻溜槽凹凸头配合长度A以及哑铃销销杆长度B的限制，在任意哑铃销3断裂前，对应相邻两溜槽相对平移过程中必有两个相对位移极限位置，此时推溜所受阻力最大，哑铃销受拉力最大并达到最大变形，哑铃销濒临断裂状态：设定任意两相邻溜槽相对同向运行时，激光测距仪和反射靶板之间最大距离值为D,设定任意两相邻溜槽相对反向运行时，激光测距仪和反射靶板之间最小距离值为C,为了消除判定误差，分别设定0.9C/L和1.1D/L的值为两个阈值M0％和N0％；
c)、无线测距：刮板输送机推溜过程中，激光测距仪发射激光信号，激光信号发射至反射靶板24并反射回来需要一定的时间间隔，根据这一时间间隔可确定激光测距仪与反射靶板之间的距离，无线通信设备可将测得的距离数据转换为电信号的形式并以无线方式传输给支架控制器，支架控制器将数据信号进一步传送给监控中心，从而完成任意两相邻溜槽相对位移的一次测量；
d)、支架控制器控制动作：监控中心将任意两相邻溜槽相对位移数据E进行处理并按照特定顺序编号，并实时计算得到相对位移比率N％，N％＝E/L，通过对比N％与所设定阈值之间的关系：若每5s内任意时刻数据值满足M0％＜N％＜N0％，则哑铃销正常工作；若每5s内任意时刻出现N％＜M0％或者N％＞N0％则可判定哑铃销断裂，监控中心汇总数据确定断裂哑铃销的位置，并将反馈信息传输至对应的支架控制器控制停止对应溜槽动作，并对刮板输送机停机检查；
e)、重复步骤c)至d)，实时检测刮板输送机哑铃销断裂情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统，其特征在于：该断裂检测系统包括刮板输送机、无线测距装置、无线通讯设备、支架控制器和监控中心；所述刮板输送机溜槽和综采工作面液压支架一一对应，沿采煤机工作面直线布置，支架控制器与液压支架一一对应，无线测距装置安装在刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，无线测距装置和支架控制器通过无线通讯设备通信，支架控制器通过CAN总线转以太网网关与监控中心电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统，其特征在于：所述无线测距装置包括导向装置、支护机构、固定底座、激光测距仪、反射靶板和固定螺栓，导向装置焊接于刮板输送机溜槽铲煤板槽帮上，并与槽帮上表面共同构成导向槽，支护机构通过固定螺栓和导向装置固定，并可沿导向槽平行移动，激光测距仪置于固定底座内，通过固定螺栓固定于支护机构上，反射靶板直接焊接于与激光投射方向对应的支护机构上。
3.根据权利要求2所述的一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统，其特征在于：激光测距仪射线投射方向与反射靶板中心处于同一水平直线上，且在任意相邻溜槽安装位置相同。
4.权利要求1所述的一种刮板输送机哑铃销断裂检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）、保证综采工作面设备直线度和平整度的前提下，刮板输送机溜槽与液压支架、支架控制器一一对应，并统一编号；
b）、设定位移比率阈值：刮板输送机推溜动作前，固定在支护机构上的激光测距仪和反射靶板之间距离为L，C＜L＜D，刮板输送机推溜过程中，由于受到相邻溜槽凹凸头配合长度A以及哑铃销销杆长度B的限制，在任意哑铃销断裂前，对应相邻两溜槽相对平移过程中必有两个相对位移极限位置，此时推溜所受阻力最大，哑铃销受拉力最大并达到最大变形，哑铃销濒临断裂状态：设定任意两相邻溜槽相对同向运行时，激光测距仪和反射靶板之间最大距离值为D,设定任意两相邻溜槽相对反向运行时，激光测距仪和反射靶板之间最小距离值为C,为了消除判定误差，分别设定0.9C/L和1.1D/L的值为两个阈值M0%和N0%；
c)、无线测距：刮板输送机推溜过程中，激光测距仪发射激光信号，激光信号发射至反射靶板并反射回来需要一定的时间间隔，根据这一时间间隔可确定激光测距仪与反射靶板之间的距离，无线通信设备可将测得的距离数据转换为电信号的形式并以无线方式传输给支架控制器，支架控制器将数据信号进一步传送给监控中心，从而完成任意两相邻溜槽相对位移的一次测量；
d）、支架控制器控制动作：监控中心将任意两相邻溜槽相对位移数据E进行处理并按照特定顺序编号，并实时计算得到相对位移比率N%，N%=E/L，通过对比N%与所设定阈值之间的关系：若每5s内任意时刻数据值满足M0%＜N%＜N0%，则哑铃销正常工作；若每5s内任意时刻出现N%＜M0%或者N%＞N0%则可判定哑铃销断裂，监控中心汇总数据确定断裂哑铃销的位置，并将反馈信息传输至对应的支架控制器控制停止对应溜槽动作，并对刮板输送机停机检查；
e)、重复步骤c）至d)，实时检测刮板输送机哑铃销断裂情况。
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