CN202578697U - 具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机 - Google Patents

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袁智
白西训
惠万里
胡登高
孙鹏亮
侯慧锦
迟焕磊
宋振铎
郝勇
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Abstract

具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机，包括机械部分、控制系统和定位系统；定位系统包括编码器、角度传感器和红外传感器；定位系统通过编码器判断采煤摇臂高度、采煤机位置和俯仰采角度，由红外传感器进行辅助定位，并将各点的采高、卧底量、牵引速度、牵引方向、斜切进刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次数进行存储，在完整地学习一个循环后，进入记忆截割模式。本采煤机不仅实现了以往记忆截割功能中单一的正常割煤功能，还实现了斜切进刀、割三角煤、清浮煤等功能，同时模块化和参数化操作使操作更灵活，更人性化。

Description

具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机
技术领域
本发明属于煤矿开采设备领域，尤其涉及一种适应于薄煤层的井下采煤设备。
背景技术
在我国，薄煤层储量所占煤炭总储量的比重比较大，仅国有煤矿薄煤层储量比重就占20％左右，但由于薄煤层存在煤层较薄、厚度变化大、夹矸和断层多等问题，对设备的可靠性和适应性要求较高，采用目前传统的采煤工艺和方法开采会遇到诸多问题。采用现有的人工薄煤层开采方式，存在行人空间和操作空间较小、工人劳动强度较大等问题，若采用小功率采煤机，则会存在遇岩石或断层无法向前推进等问题，如果采用一般的自动化控制功能，存在端头尾处需人工斜切进刀、人工割三角煤等问题，这些问题都限制了对薄煤层的开采。
为保证薄煤层资源的有效利用，降低工人劳动强度，需要一种能够实现煤岩同采的自动化采煤设备，以实现对薄煤层的开采。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机，能够在无人条件下实现自动斜切进刀、割三角煤、记忆截割、煤岩同采等功能，降低工人劳动强度，实现资源的有效开采。
具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机，包括机械部分、控制系统和定位系统，机械部分包括截割部、牵引部、行走部、电动机支撑腿和拖缆器，定位系统包括编码器、角度传感器和红外传感器；定位系统通过编码器判断采煤摇臂高度和采煤机位置，通过角度传感器判断俯仰采角度，通过红外传感器进行辅助定位，并将各点的采高、卧底量、牵引速度、牵引方向、斜切进刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次数进行存储，在完整地学习一个循环后，进入记忆截割模式。
薄煤层大功率自动化采煤机的机械部分可以采用双电机并行布置，可以降低采煤机机身高度，同时配合矮槽帮刮板输送机，使过煤空间和过机高度能达到合理范围，在机械尺寸上满足薄煤层开采的需求，同时，由于增大了机器的截割功率，实现了薄煤层开采中的煤岩同采。
薄煤层大功率自动化采煤机的控制系统采用PLC控制系统，根据采煤工艺进行程序设置，在程序设置时对各个控制功能进行模块化单独编写，最后整体调用，同时设置外部接口，实现集成化、模块化、参数化编程，将各功能进行集成，实现工作面斜切进刀、割三角煤、正常割煤、清浮煤等功能，并且可以实现同一功能连续重复操作。
在定位方面，采煤机同时装有编码器、角度传感器和红外传感器，检测采煤机摇臂高度、采煤机位置和俯仰角，根据编码器、角度传感器的数值和已建立的模型判断采煤摇臂高度、采煤机位置和俯仰采角度，同时通过红外传感器进行辅助定位，达到精确定位的效果。
在记忆截割方面，采煤机进行记忆截割时先以人工示范刀的形式进行学习，之后通过编码器判断采煤机的位置和摇臂的高度，将各点的采高、卧底量、牵引速度、牵引方向、斜切进刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次数等数据进行存储，在完整地学习一个循环后，进入记忆截割模式。按照学习轨迹实现自动化开采，在采煤机的顺槽控制室内设有采煤机远程控制人机互动界面，如果开采过程中煤层发生变化，可以进行人工干预，实时修改参数，对记忆模式下的采煤机采高、卧底量及牵引速度进行调整。
薄煤层大功率自动化采煤机通过CAN总线方式传输信号，减少布线和故障点，以加快系统运算速度，提高控制可靠性，还可以通过可靠的数据传输接口，增加系统网络扩展功能。
本实用新型的采煤机不仅实现了以往记忆截割功能中单一的正常割煤功能，还实现了斜切进刀、割三角煤、清浮煤等功能，同时模块化和参数化操作使操作更灵活，更人性化。
附图说明
图1为薄煤层大功率自动化采煤机布置结构图；
图2为记忆截割模式示意图
图1中：左侧摇臂与机身连接铰轴1，左侧行走部2，PLC控制器3，红外传感器4，右侧行走部5，右侧摇臂与机身连接铰轴6。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，结合说明书附图，对本实用新型做进一步描述。
如图1所示，具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机采用双截割电机并行布置的形式，以降低空间，增大截割功率；在左侧摇臂与机身连接的铰轴1处和右侧摇臂与机身连接的铰轴6处设有编码器，本实施例中采用轴编码器，左侧行走2和右侧行走部5上设置的轴编码器放置在牵引部输出轴处，在摇臂进行升降或者采煤机行走的过程中，轴编码器的数值会随之变化，根据编码器数值的变化确定采煤机摇臂的位置和采煤机行走的距离，同时设有红外传感器4，对其进行辅助定位，通过模型的建立，确定采煤机所在的位置及各个位置的姿态，将其存储到数据库中。
采煤机在记忆截割时，如图2所示，首先根据采煤工艺进行程序设计，然后下载到电控箱内的PLC控制器3中，控制器根据程序执行斜切进刀、割三角煤、中部割煤、清浮煤等各种功能，程序执行时，采煤机将按照学习模式下储存的数据进行记忆截割。在采煤机的顺槽控制室内设有采煤机远程控制人机互动界面，可实时修改参数，对记忆模式下的各功能进行调整，以满足不同工艺、不同工况的要求。

Claims (6)

1.具有记忆截割功能的薄煤层大功率自动化采煤机，包括机械部分、控制系统和定位系统，机械部分包括截割部、牵引部、行走部(2、5)、电动机、支撑腿和拖缆器，其特征在于，所述定位系统包括编码器、角度传感器和红外传感器(4)；定位系统通过编码器判断采煤摇臂高度和采煤机位置，通过角度传感器判断俯仰采角度，同时用由红外传感器进行辅助定位，并将各点的采高、卧底量、牵引速度、牵引方向、斜切进刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次数进行存储，在完整地学习一个循环后，进入记忆截割模式。
2.根据权利要求1所述的薄煤层大功率自动化采煤机，其特征在于，所述的控制系统为PLC控制系统(3)，每个控制功能的程序为模块化单独编写，并设有外部接口。
3.根据权利要求1所述的薄煤层大功率自动化采煤机，其特征在于，所述的采煤机进行记忆截割时先以人工示范刀的形式进行学习，再通过编码器判断采煤机的位置和摇臂的高度，将各个数据进行存储，在完整的学习一个循环后，进入记忆截割模式。
4.根据权利要求1或2所述的薄煤层大功率自动化采煤机，其特征在于，所述的采煤机通过全CAN总线方式传输信号。
5.根据权利要求3所述的薄煤层大功率自动化采煤机，其特征在于，所述采煤机上设有顺槽控制室，顺槽控制室设有远程控制人机互动界面。
6.根据权利要求1或2所述的薄煤层大功率自动化采煤机，其特征在于，所述的编码器可以为轴编码器，在左侧摇臂和右侧摇臂上设置的轴编码器放置在摇臂与机身连接的铰轴(1、6)处，左侧行走部(2)和右侧行走部(5)上设置的轴编码器放置在牵引部输出轴处。
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