CN110626744A - 一种刮板机链张力监测系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮板机链张力监测系统，包括工业摄像机、图像处理模块、信号调理模块、工控电脑以及刮板链条张力调整系统，工业摄像机设在正对刮板机的机头链轮的侧面；所述工业摄像机与图像处理模块信号相连，将拍摄到的图像信号实时发送至图像处理模块，图像处理模块根据图像信息提取出啮合在链轮上的刮板链中心线与啮合处水平方向延长线之间的夹角，并经过信号调理模块将信号转为电信号后输送至工控电脑；工控电脑根据预设系统输出驱动刮板链条张力调整系统的控制信号对刮板机链条张力实时调整，直至达到预设值。本发明可在线监测并实时调节重载刮板输送机的链条张力，不影响刮板输送机的正常运行，提高其工作效率。

Description

一种刮板机链张力监测系统及调节方法

技术领域

本发明涉及井下物料运输技术领域，尤其涉及一种刮板机链张力监测系统及调节方法。

背景技术

刮板输送机是一种连续运输机械，具有运输能力大、适应环境广和维护简单等优点，被广泛应用于煤矿综采工作面中。其中，重载刮板输送机是一种利用刮板链条运输大量散状物料的半封闭性连续运输设备，可单机使用或多机联合使用应用于水平、倾斜或垂直连续输送大量物料，是煤矿综采工作面不可或缺的运输装置。

虽然重载刮板输送机应用广泛，但现有的刮板输送机仍存在如下几个方面的问题：一是现有的刮板输送机，大部分没有链条张力调节机构，或使用停机被动调节张力的方法，易导致刮板机运行过程中因物料散落不均导致两条刮板链张力不一致，发生掉链、跳链等事故；二是目前实际应用中的刮板输送机缺少刮板链张力的实时连续监测方法，不利于链张力的在线控制；三是缺少安全可靠的刮板链张力实时调节的方法，导致频繁停机调节链条张力，降低刮板输送机的工作效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种刮板机链张力监测系统及调节方法，可在线监测并实时调节重载刮板输送机的链条张力，不影响刮板输送机的正常运行，提高其工作效率。

为达上述目的，本发明提供一种刮板机链张力监测系统，包括工业摄像机、图像处理模块、信号调理模块、工控电脑以及刮板链条张力调整系统，工业摄像机设在正对刮板机的机头链轮的侧面；所述工业摄像机与图像处理模块信号相连，将拍摄到的图像信号实时发送至图像处理模块，图像处理模块根据图像信息提取出啮合在链轮上的刮板链中心线与啮合处水平方向延长线之间的夹角，并经过信号调理模块将信号转为电信号后输送至工控电脑；工控电脑根据预设系统输出驱动刮板链条张力调整系统的控制信号对刮板机链条张力实时调整，直至达到预设值。

具体的，所述刮板链条张力调整系统包括滑台，滑台连接在刮板输送机机尾的下端，滑台下端的工作地面上设置有直线导轨，滑台底部卡装在直线导轨中并可沿直线导轨滑动，滑台远离刮板输送机的一侧设有反力座，反力座固定在工作地面上，反力座与滑台之间通过伺服液压缸相连。

作为进一步改进方案，工业摄像机的旁边设有补充光源，补充光源与工业摄像机并排安装在一固定支架上，固定支架固定于工作地面上，补充光源和工业摄像机的安装高度一致。

作为进一步改进方案，伺服液压缸、反力座均为两组，且平行设置在，共同拉动滑台的移动。

作为进一步改进方案，工控电脑的控制信号通过电液伺服阀转为液压信号，驱动伺服液压缸的动作，所述的电液伺服阀通过阀块安装在伺服液压缸上。

作为进一步改进方案，伺服液压缸的伸缩端通过球铰与滑台相连。

一种刮板机链张力调节方法，包括以下步骤：

S1、定义负载时自然松散状态下啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ_max，满载时拉伸状态下啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ_min，正常工况时啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ₀；

S2、高清高帧率的工业摄像机3拍摄刮板机运行过程中的动态视频，并每隔f帧截取一帧图片，通过图像处理模块计算啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角θ₁；

S3、设定当角度为θ_max时，图像处理模块输出信号为x＝0，角度为θ₀时，图像处理模块输出信号为x＝0.5，角度为θ_min时，图像处理模块输出信号为x＝1；因此当角度为θ₁时，使图像处理模式输出信号为

S4、将图像处理模块输出信号x通过信号调理模块输入工控电脑，工控电脑根据输入值判断此时链轮上刮板链的状态是张紧状态还是松弛状态，进而根据刮板链的状态输出控制信号至电液伺服阀，以驱动伺服液压缸动作，拉动或者推动滑台以及刮板输送机机尾沿着直线导轨移动，调整刮板链张力，直至夹角θ₁接近θ₀，即刮板链张力恢复至正常状态。

本发明的有益效果如下：

1)、本发明提供的刮板机链张力监测系统设置在刮板输送机外，从而实现在在不破坏刮板链结构、不影响刮板机正常工作的情况下监测张力；

2)、本发明提供的刮板机链张力监测系统利用工业摄像机识别刮板链的状态，并通过刮板链条张力调整系统进行刮板链张力的实时调整，提高了刮板输送机的工作效率；

3)、本发明提供的刮板链条张力调整系统设置在刮板输送机机尾，通过伺服液压缸和滑台的配合使刮板输送机机尾的整体平移，从而可以更加平稳调整刮板链张力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明技术方案中图像处理流程图；

图3为本发明方法流程图；

图4为本发明定义的夹角示意图；

图中：1、补充光源；2、固定支架；3、工业摄像机；4、链轮；5、滑台；6、直线导轨；7、刮板输送机机尾；8、球铰；9、伺服液压缸；10、阀块；11、电液伺服阀；12、反力座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明中的技术方案作详细的阐述。

如图1和图2所示，一种刮板机链张力监测系统，包括工业摄像机3、图像处理模块、信号调理模块、工控电脑以及刮板链条张力调整系统，工业摄像机3设在正对刮板机的链轮4的机头链轮的侧面，用于拍摄啮合在刮板机链轮处刮板链的图像；所述工业摄像机3与图像处理模块信号相连，将拍摄到的图像信号实时发送至图像处理模块，图像处理模块根据图像信息提取出啮合在链轮上的刮板链中心线与啮合处水平方向延长线之间的夹角，并经过信号调理模块将信号转为电信号后输送至工控电脑；工控电脑根据预设系统输出驱动刮板链条张力调整系统的控制信号对刮板机链条张力实时调整，直至达到预设值。

如图1所示，刮板链条张力调整系统，包括滑台5，滑台5连接在刮板输送机机尾7的下端，滑台5下端的工作地面上设置有直线导轨6，滑台底部卡装在直线导轨6中并可沿直线导轨6滑动，滑台5远离刮板输送机的一侧设有反力座12，反力座12固定在工作地面上，反力座12与滑台5之间通过伺服液压缸9相连，通过伺服液压缸9驱动滑台5的平移，从而拉动刮板输送机机尾7，使刮板输送机上刮板链张紧或者松弛。

由于井下环境光线不足，为了便于工业摄像机成像，工业摄像机3的旁边设有补充光源1，补充光源1与工业摄像机3并排安装在一固定支架2上，固定支架2固定于工作地面上，补充光源1和工业摄像机3的安装高度一致。

本实施例中，伺服液压缸9、反力座12均为两组，平行设置在滑台5的一端，共同拉动滑台5的移动。工控电脑的控制信号通过电液伺服阀11转为液压信号从而驱动伺服液压缸9的动作，所述的电液伺服阀11通过阀块10安装在伺服液压缸9上。伺服液压缸9的伸缩端通过球铰8与滑台5相连。防止两个伺服液压缸不同步造成伺服液压缸的损坏。本实施例中所使用的工业摄像机为高清高频率摄像机。

如图3所示，本实施例还提供了一种刮板机链张力调节方法，包括以下步骤：

S1、如图4所示，定义负载时自然松散状态下啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ_max，满载时拉伸状态下啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ_min，正常工况时啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ₀；

S2、高清高帧率的工业摄像机3拍摄刮板机运行过程中的动态视频，并每隔f帧截取一帧图片，通过图像处理模块计算啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角θ₁；f可以根据具体情况设定。

S3、设定当角度为θ_max时，图像处理模块输出信号为x＝0，角度为θ₀时，图像处理模块输出信号为x＝0.5，角度为θ_min时，图像处理模块输出信号为x＝1；因此当角度为θ₁时，使图像处理模式输出信号为

S4、将图像处理模块输出信号x通过信号调理模块输入工控电脑，工控电脑根据输入值判断此时链轮上刮板链的状态是张紧状态还是松弛状态，进而根据刮板链的状态输出控制信号至电液伺服阀，以驱动伺服液压缸9动作，拉动或者推动滑台5以及刮板输送机机尾7沿着直线导轨6移动，调整刮板链张力，直至夹角θ₁接近θ₀，即刮板链张力恢复至正常状态。

本实施例中的刮板机链张力监测系统被设置为非接触式，因此可在不破坏刮板链结构、不影响刮板机正常工作的情况下监测张力，实现对刮板链张力的非接触无损检测；并通过监测系统更直观的反应刮板链的状态，不会出现信号错误延迟等情况，通过驱动电液伺服阀及伺服液压缸拖动机尾运动，实现链条张力的实时调节。

Claims (7)

1.一种刮板机链张力监测系统，其特征在于，包括工业摄像机、图像处理模块、信号调理模块、工控电脑以及刮板链条张力调整系统，工业摄像机设在正对刮板机的机头链轮的侧面；所述工业摄像机与图像处理模块信号相连，将拍摄到的图像信号实时发送至图像处理模块，图像处理模块根据图像信息提取出啮合在链轮上的刮板链中心线与啮合处水平方向延长线之间的夹角，并经过信号调理模块将信号转为电信号后输送至工控电脑；工控电脑根据预设系统输出驱动刮板链条张力调整系统的控制信号对刮板机链条张力实时调整，直至达到预设值。

2.根据权利要求1所述的刮板机链张力监测系统，其特征在于，所述刮板链条张力调整系统包括滑台，滑台连接在刮板输送机机尾的下端，滑台下端的工作地面上设置有直线导轨，滑台底部卡装在直线导轨中并可沿直线导轨滑动，滑台远离刮板输送机的一侧设有反力座，反力座固定在工作地面上，反力座与滑台之间通过伺服液压缸相连。

3.根据权利要求1或2所述的刮板机链张力监测系统，其特征在于，工业摄像机的旁边设有补充光源，补充光源与工业摄像机并排安装在一固定支架上，固定支架固定于工作地面上，补充光源和工业摄像机的安装高度一致。

4.根据权利要求2所述的刮板机链张力监测系统，其特征在于，伺服液压缸、反力座均为两组，且平行设置，共同拉动滑台的移动。

5.根据权利要求2所述的刮板机链张力监测系统，其特征在于，工控电脑的控制信号通过电液伺服阀转为液压信号，驱动伺服液压缸的动作，所述的电液伺服阀通过阀块安装在伺服液压缸上。

6.根据权利要求4所述的刮板机链张力监测系统，其特征在于，伺服液压缸的伸缩端通过球铰与滑台相连。

7.一种刮板机链张力调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、定义负载时自然松散状态下啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ_max，满载时拉伸状态下啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ_min，正常工况时啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角为θ₀；

S2、高清高帧率的工业摄像机3拍摄刮板机运行过程中的动态视频，并每隔f帧截取一帧图片，通过图像处理模块计算啮合在链轮上刮板链与啮合处水平方向延长线之间的夹角θ₁；

S3、设定当角度为θ_max时，图像处理模块输出信号为x＝0，角度为θ₀时，图像处理模块输出信号为x＝0.5，角度为θmin时，图像处理模块输出信号为x＝1；因此当角度为θ₁时，使图像处理模式输出信号为

S4、将图像处理模块输出信号x通过信号调理模块输入工控电脑，工控电脑根据输入值判断此时链轮上刮板链的状态是张紧状态还是松弛状态，进而根据刮板链的状态输出控制信号至电液伺服阀，以驱动伺服液压缸动作，拉动或者推动滑台以及刮板输送机机尾沿着直线导轨移动，调整刮板链张力，直至夹角θ₁接近θ₀，即刮板链张力恢复至正常状态。