CN105422095B - 一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，它包括交流伺服电机（1）、双向定量泵（2）、两位四通电磁换向阀（3）、液控单向阀（4）以及控制反馈模块（9）；控制反馈模块（9）通过位移传感器（6）获得执行元件液压缸（5）的实际位置，进行反馈控制，利用电机控制器以及电磁方向阀控制器控制交流伺服电机（1）及两位四通电磁换向阀（3），调节液压回路，驱动液压缸（5）到达期望位置；本发明还公开了一种利用本装置进行的调高方法；本发明利用电机本身的变速、变向、变转矩功能取代流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀的功能，消除了液压回路中的节流损失，简化了液压回路的结构，实现采煤机滚筒高度的自动调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置及方法，属于矿用采煤机技术领域。
背景技术
随着煤矿安全重要性的提高以及先进煤矿开采技术的应用，井下采煤的少人甚至无人化是一种未来发展趋势，而采煤装备的机械化和自动化则是实现这一趋势的必要条件。现阶段，在采煤机滚筒调高控制方面，大部分采煤作业面还是靠人工操作进行滚筒的调高，即操作工人靠视力观察，判断采煤机是在割煤还是割岩，从而调节滚筒的垂直高度。
一方面，由于采煤机在工作过程中会产生大量粉尘，降低能见度，操作工人难以准确判断采煤机的截割状态，进而严重影响滚筒调节效果。另一方面现有的自动调节手段，通过控制液压回路中的流量控制阀、压力控制阀，驱动液压缸到达指定位置，从而实现采煤机滚筒的调高。
例如中国专利CN201220240381.7公开了一种采煤机摇臂全自动实时调高装置，该调高装置在供油管路上设置了控制阀，控制液压回路的流量和压力，此种方式这就不可避免地会造成节流损失，并且液压回路比较复杂。
又如中国专利文献CN201510082422.2公开了一种实现滚筒自动调高的采煤机及其工作方法，该方法在调高液压管路上设置了电磁比例阀，同样会造成节流损失。
综上所述，现有的调高装置及方法存在液压回路相对比较复杂、并且节流损失较为严重等缺陷。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置及方法，通过控制交流伺服电机驱动双向定量泵，利用电机本身的变速、变向、变转矩功能取代流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀的功能，消除液压回路中的节流损失、简化了液压回路的结构、并且能够达到有效调节采煤机滚筒高度的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，它包括：
它包括交流伺服电机、双向定量泵、液压缸、采煤机摇臂、至少2个两位四通电磁换向阀以及至少2个液控单向阀；所述的液压缸输出端设有位移传感器、有杆端连接采煤机摇臂，采煤机摇臂控制调节采煤机滚筒；
它还包括控制反馈模块；
其中，所述的控制反馈模块通过位移传感器获得执行元件液压缸的实际位置，进行反馈控制，控制交流伺服电机及两位四通电磁换向阀，利用交流伺服电机本身的变速、变向、变转矩功能有效驱动双向定量泵，调节液压缸到达期望位置，从而定位采煤机滚筒到指定高度。
所述的控制反馈模块包括液压缸位置比较模块、控制判断模块、集成于一体的电磁方向阀控制器及电机控制器模块、伺服电机驱动器模块。
所述的2个两位四通电磁换向阀均采用同一个电磁方向阀控制器控制、并且工作在相同位，即同时工作在截止位或同时工作在导通位。
所述的电机控制器模块控制伺服电机驱动器模块的工作模式包括位置控制模式、速度控制模式及转矩控制模式。
一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高方法，包括以下过程：
首先，控制模块中的液压缸位置比较模块进行期望位置比较，然后反馈至控制判断模块，控制判断模块通过判断液压缸是否到达期望位置，输出控制信号；
如果到达期望位置，则电磁方向阀控制器输出控制信号，驱动2个两位四通电磁换向阀处于截止位，同时电机控制器模块输出信号控制伺服电机驱动器模块，使交流伺服电机停转，锁紧油路从而锁定液压缸在期望位置；
如果未到达期望位置，则电磁方向阀控制器不输出控制信号，2个两位四通电磁换向阀处于导通位，电机控制器模块控制伺服电机驱动器模块，驱动交流伺服电机正常运转。
与现有的采煤机滚筒调节方式相比：本发明利用电机本身的变速、变向、变转矩功能取代流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀的功能，消除液压回路中节流损失，简化液压回路结构，达到有效调节采煤机滚筒高度的目的；
并且本发明能够利用事先储存的采煤机记忆截割位置数据库，与实际位置对比反馈使采煤机滚筒达到数据库中期望位置，进而实现采煤机滚筒的自动调高，实现综采作业面的少人化、无人化，对安全生产、人员保护及经济效益等方面都能发挥巨大作用。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图2为本发明实际使用的实施例简图。
图中：1、交流伺服电机，2、双向定量泵，3、两位四通电磁换向阀，4、液控单向阀，5、液压缸，6、位移传感器，7、采煤机滚筒，8、采煤机摇臂，9、控制反馈模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明以附图1为基准，附图1的前、后、左、右、上、下、中心、端部、输出端、有杆端为本发明的前、后、左、右、上、下、中心、端部、输出端、有杆端。应注意到的是：除非另外具体说明，否则本实施例中阐述的部件的相对布置、数值等不限于本发明的范围。
如图1所示，一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，它包括：
它包括交流伺服电机1、双向定量泵2、液压缸5、采煤机摇臂8、至少2个两位四通电磁换向阀3以及至少2个液控单向阀4；所述的液压缸5输出端设有位移传感器6、有杆端连接采煤机摇臂8，采煤机摇臂8控制调节采煤机滚筒7的高度；
其中，液控单向阀4使液压缸5中的油回到油箱，构成液压回路；
在上述的基础上它还包括控制反馈模块9；
控制反馈模块9通过位移传感器6获得执行元件液压缸5的实际位置，进行反馈控制，控制交流伺服电机1及两位四通电磁换向阀3，利用交流伺服电机1本身的变速、变向、变转矩功能有效驱动双向定量泵2，调节液压缸5到达期望位置，从而定位采煤机滚筒7到指定高度。
上述的控制反馈模块9包括液压缸位置比较模块、控制判断模块、集成于一体的电磁方向阀控制器及电机控制器模块、伺服电机驱动器模块。
其中，上述的2个两位四通电磁换向阀3均采用同一个电磁方向阀控制器控制、并且工作在相同位，即同时工作在截止位或同时工作在导通位。
其中，所述的电机控制器模块控制伺服电机驱动器模块的工作模式包括位置控制模式、速度控制模式及转矩控制模式三种模式。
本发明公开了一种利用上述装置进行的调高方法，包括以下过程：
首先，控制反馈模块9中的液压缸位置比较模块进行期望位置比较，然后反馈至控制判断模块，控制判断模块通过判断液压缸5是否到达期望位置，输出控制信号；
如果到达期望位置，则电磁方向阀控制器输出控制信号，驱动2个两位四通电磁换向阀3处于截止位，同时电机控制器模块输出信号控制伺服电机驱动器，使交流伺服电机1停转，锁紧油路从而锁定液压缸5在期望位置；
如果未到达期望位置，则电磁方向阀控制器不输出控制信号，2个两位四通电磁换向阀3处于导通位，电机控制器模块控制伺服电机驱动器模块，驱动交流伺服电机1正常运转。
如图2所示，首先导入采煤机记忆截割液压缸期望位置数据库至控制反馈模块9，通过位移传感器6获得液压缸5当前位置，与液压缸5期望位置进行比较，送入控制判断模块，电机控制器与电机驱动器控制交流伺服电机1工作，从而驱动双向定量泵2与2个两位四通电磁换向阀3协同工作，利用电机本身的变速、变向、变转矩功能取代流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀的功能，调节液压回路，驱动液压缸5按采煤机记忆截割液压缸期望位置数据库中的位置轨迹运动，从而实现采煤机滚筒7的自动调高。
综上所述，与现有的采煤机滚筒调节方式相比：本发明利用交流伺服电机1本身的变速、变向、变转矩功能取代流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀的功能，消除液压回路中节流损失，简化液压回路结构，达到有效调节采煤机滚筒7高度的目的；
并且本发明能够利用事先储存的采煤机记忆截割位置数据库，与实际位置对比反馈使采煤机滚筒7达到数据库中期望位置，进而实现采煤机滚筒7的自动调高，使综采作业面的无人化，对安全生产、人员保护及经济效益等方面都能发挥巨大作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，它包括：
交流伺服电机（1）、双向定量泵（2）、液压缸（5）、采煤机摇臂（8）、至少两个两位四通电磁换向阀（3）以及至少两个液控单向阀（4）；交流伺服电机（1）与双向定量泵（2）传动连接，所述的双向定量泵（2）的进油端与油箱连通，双向定量泵（2）的两个输出端通过其中一个两位四通电磁换向阀（3）分别与液压缸（5）的有杆腔进油端和无杆腔进油端连通，液压缸（5）的有杆腔出油端和无杆腔出油端通过另一个两位四通电磁换向阀（3）分别与两个液控单向阀（4）的进油端连通，两个液控单向阀（4）的出油端与油箱连通；
所述的液压缸（5）输出端设有位移传感器（6）、有杆端连接采煤机摇臂（8），采煤机摇臂（8）控制调节采煤机滚筒（7）的高度；
其特征在于，它还包括控制反馈模块（9）；
其中，所述的控制反馈模块（9）通过位移传感器（6）获得执行元件液压缸（5）的实际位置，进行反馈控制，控制交流伺服电机（1）及两位四通电磁换向阀（3），利用交流伺服电机（1）本身的变速、变向、变转矩功能有效驱动双向定量泵（2），调节液压缸（5）到达期望位置，从而定位采煤机滚筒（7）到指定高度。
2.根据权利要求1所述的一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，其特征在于，所述的控制反馈模块（9）包括液压缸位置比较模块、控制判断模块、集成于一体的电磁方向阀控制器及电机控制器模块、伺服电机驱动器模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，其特征在于，所述的两个两位四通电磁换向阀（3）均采用同一个电磁方向阀控制器控制、并且工作在相同位，即同时工作在截止位或同时工作在导通位。
4.根据权利要求3所述的一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置，其特征在于，所述的电机控制器模块控制伺服电机驱动器模块的工作模式包括位置控制模式、速度控制模式及转矩控制模式。
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| CN109372808A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-22 | 三重型装备有限公司 | 采煤机调高液压系统、采煤机及成套设备系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101887273A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-11-17 | 中国矿业大学 | 采煤机滚筒自动调高实验装置及控制方法 |
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| CN202707064U (zh) * | 2012-08-30 | 2013-01-30 | 鸡西煤矿机械有限公司 | 大倾角液压牵引采煤机远程遥控调速装置 |
| CN103309362A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-18 | 江苏师范大学 | 采煤机调高系统模拟加载试验台 |
| CN104500067A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-08 | 中国矿业大学 | 一种采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导装置及方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101887273A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-11-17 | 中国矿业大学 | 采煤机滚筒自动调高实验装置及控制方法 |
| CN202578689U (zh) * | 2012-05-25 | 2012-12-05 | 西安煤矿机械有限公司 | 采煤机摇臂全自动实时调高装置 |
| CN202707064U (zh) * | 2012-08-30 | 2013-01-30 | 鸡西煤矿机械有限公司 | 大倾角液压牵引采煤机远程遥控调速装置 |
| CN103309362A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-18 | 江苏师范大学 | 采煤机调高系统模拟加载试验台 |
| CN104500067A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-08 | 中国矿业大学 | 一种采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导装置及方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 基于AMESim的采煤机滚筒调高电液比例控制系统仿真分析;徐二宝等;《机床与液压》;20130615(第11期);全文 * |
| 基于LabVIEW的MG1100/2860-WD型交流电牵引采煤机调高系统性能分析;黄澈等;《煤矿机械》;20140715;第35卷(第7期);全文 * |
| 基于电液比例控制的采煤机滚筒调高液压系统MATLAB仿真分析_;周新建等;《煤矿机械》;20090215(第2期);全文 * |
| 采煤机滚筒液压调高比例控制系统的数值模拟;刘春生等;《黑龙江科技学院学报》;20110925(第5期);全文 * |
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