CN202832548U - 检测及控制系统和采煤设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种检测及控制系统和采煤设备。其中，一种检测和控制系统，用于刨煤机刨头的检测及控制，刨煤机检测及控制系统包括第一位置摄像机、测速摄像机和处理控制器，第一位置摄像机和测速摄像机均与处理控制器连接；第一位置摄像机用于检测刨头的位置，测速摄像机用于测定刨头的速度，处理控制器用于处理第一位置摄像机和测速摄像机检测到的信息并控制刨头拖动电机。本实用新型还提供了一种采煤设备。本实用新型的处理控制器独立于刨煤机控制系统，在刨煤机控制系统出现故障的情况下，处理控制器可对刨头进行保护，且检测及控制系统精度高，可准确检测及控制刨头的工作状态，防止刨头与机头、机尾相碰撞，有效降低了设备故障率，提高了采煤效率。

Description

检测及控制系统和采煤设备

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采领域，具体而言，涉及一种检测及控制系统、包含该检测及控制系统的采煤设备。

背景技术

随着煤炭资源的不断减少，我国薄煤层开采需求逐渐增加，随之薄煤层全自动采煤机械需求也逐渐旺盛。在薄煤层开采中，刨煤机以其高自动化，高可靠，高效率的特点，成为薄煤层开采机械的一个重要趋势。刨煤机基本上采用全自动控制，计算机全自动控制刨煤机的启、停、方向、速度，其中：刨煤机运动到运输机头、运输机尾时能否精确定位停止，是刨煤机控制的一个技术关键点。

目前刨煤机的精确定位停止方法，主要有两种：一种是依靠机头、机尾变频电机的编码器确定刨头位置与速度；另一种是在刮板输送机机头、机尾处的传动链轮上方安装磁感应传感器，通过与安装在链轮上磁体感应，而计算出刨头位置与速度。由于此两种方式都依赖于刨煤机组控制主机的计算，如果刨煤机组控制主机出现故障，都有可能影响到刨头能否正常停止。

相关技术存在的技术问题为：

1．采用第一种方法存在以下缺点：

由于变频电机的过载保护作用，当刨头阻力过大时，虽然刨头已经停止，但是驱动电机仍然会运转一断时间，编码器仍然在计数，所以检测出的刨头速度与位置会有偏差。

2．采用第二种方法中的测速方法，存在以下缺点：

由于采用磁感应的方式检测，所以链轮可能会被磁化，导致磁感应传感器错误的检测到磁信号，导致检测到的刨头速度与位置会有偏差。

3．无法监控刨头到达机头、机尾时的实际状态。

4.系统依赖于控制主机，若控制主机出现故障，影响刨头的正常停止。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种刨煤机检测及控制系统，能够提高刨头的控制精度，防止刨头与刮板输送机的两端相碰撞，降低设备故障率，提高采煤效率。

有鉴于此，本实用新型提供了一种刨煤机检测及控制系统，用于刨煤机刨头的检测及控制，所述刨头位于刮板输送机的一侧，所述检测及控制系统包括第一位置摄像机和与所述第一位置摄像机连接的处理控制器；所述第一位置摄像机位于所述刮板输送机的另一侧并距所述刮板输送机的机头和/或机尾为预设距离，用于检测所述刨头的位置，所述处理控制器用于处理所述第一位置摄像机检测到的信息并控制刨头拖动电机。

本实用新型可检测刨头的实际工作状态，保证刨头在距刮板输送机两端的规定范围内停止并转向，防止刨头与刮板输送机的两端碰撞，降低设备故障率，提高采煤效率；同时，处理控制器独立于刨煤机的控制系统，可对刨头进行保护。

在上述技术方案中，优选地，所述检测及控制系统还包括测速摄像机，所述测速摄像机正对所述刮板输送机的端部设置；所述刨头运动到正对所述第一位置摄像机位置时，所述第一位置摄像机用于检测所述刨头的位置，同时，所述测速摄像机用于检测所述刨头的速度。

该技术方案中，第一位置摄像机检测刨头的位置，测速摄像机检测该位置的速度：若位置和/或速度异常，则处理控制器控制刨头拖动电机停止；若位置和速度均正常，则处理控制器更正刨头的位置信息。本实用新型的刨头可在距刮板输送机的两端规定的范围内停止并反向运动，且刨头运动到靠近刮板输送机两端时的速度在规定的速度范围内，可有效防止刨头与刮板输送机的两端相碰撞，降低设备的故障率，提高采煤效率。

在上述技术方案中，优选地，所述第一位置摄像机和所述测速摄像机均包括对称设置的两个，所述第一位置摄像机垂直于所述刨头的运动方向，并分别靠近所述刮板输送机的所述机头和所述机尾对称设置，所述测速摄像机正对所述刮板输送机的两端端部对称设置。

第一位置摄像机和测速摄像机分别对称设置，则处理控制器内设定的位置数据唯一，可有效降低系统的复杂性，进一步降低系统的故障率。

在上述技术方案中，优选地，所述第一位置摄像机和所述测速摄像机分别固定在支架上；所述第一位置摄像机、所述测速摄像机和所述处理控制器之间通过通讯总线连接。

第一位置摄像机与测速摄像机固定在支架上，可以全部支架均固定有摄像机，也可以根据系统需要来确定摄像机的数目；且摄像机固定在支架上，固定牢固、可靠，并方便拆装；另外，采用通讯总线与处理控制器连接，传输数据稳定可靠，系统稳定性高。

在上述技术方案中，优选地，所述检测及控制系统还包括第二位置摄像机；所述第二位置摄像机与所述第一位置摄像机位于所述刮板输送机的同一侧，所述第二位置摄像机比所述第一位置摄像机更靠近所述刮板输送机的端部安装。

刨头运动到正对第一位置摄像机位置时，第一位置摄像机用于检测刨头的位置，同时处理控制器开始计时；刨头运动到正对第二位置摄像机位置时，第二位置摄像机用于检测刨头的位置，同时处理控制器停止计时，处理控制器根据刨头经过第一位置摄像机和第二位置摄像机的时间间隔计算刨头的速度，当刨头的速度大于预设速度时，处理控制器控制刨头拖动电机停机。

在上述技术方案中，优选地，所述第一位置摄像机、第二位置摄像机均为两个，并分别靠近所述刮板输送机的所述机头和所述机尾对称设置。

选用第一位置摄像机及第二位置摄像机测定刨头通过预定距离的时间，通过测定的时间判定刨头的运动速度，避免刨头与刮板输送机的两端碰撞。第一摄像机和第二摄像机可选用同型号的摄像机，且成本相对测速摄像机成本低，既节俭了成本，又降低了设备的故障率。

在上述技术方案中，优选地，所述第一位置摄像机和所述第二位置摄像机分别固定在支架上；所述第一位置摄像机、所述第二位置摄像机和所述处理控制器之间通过通讯总线连接。

第一位置摄像机与第二位置摄像机固定在支架上，同样，全部支架均可以固定有摄像机，且固定牢固、可靠，并方便拆装；另外，采用通讯总线连接，传输数据稳定可靠，系统稳定性高。

本实用新型还提供了另一技术方案，每台支架都安装第一位置摄像机，且正对机头和机尾的两端各设置一台测速摄像机，测速摄像机检测刨头运动到正对支架位置时的刨头速度，通过处理控制器处理检测到的刨头位置信息并控制刨头拖动电机。

在上述技术方案中，优选地，所述处理控制器与所述刨煤机的控制主机连接，所述处理控制器可通过所述控制主机控制所述刨头拖动电机。

处理控制器与刨煤机的控制主机连接，通过控制主机控制刨头拖动电机，若控制主机异常，则由处理控制器控制刨头拖动电机。处理控制器对刨头起二级保护的作用，在一定程度上提高了设备的使用寿命。

在上述技术方案中，优选地，所述处理控制器为视频监控主机，所述控制主机为三机控制主机，所述视频监控主机与所述三机控制主机之间通过所述通讯总线连接。

视频监控主机可接收并处理位置、速度和时间信号，并将处理后的结果传送给三机控制主机，通过三机控制主机控制刨头拖动电机。通讯总线连接视频监控主机与三机控制主机，传输数据稳定可靠，系统稳定性高。

本实用新型还提供了一种采煤设备，包括上述技术方案中任一项所述的检测及控制系统。

本实用新型提供的采煤设备，检测及控制系统独立于刨煤机控制系统，且系统控制精度高，可准确检测及控制刨头的工作状态，在一定程度上防止刨头与刮板输送机两端碰撞，有效降低设备故障率，提高采煤效率；检测及控制系统安装及拆卸方便，可有效减少拆装时间，提高作业率。

综上所述，本实用新型提供的刨煤机检测及控制系统，视频监控主机独立于三机控制主机，在三机控制主机出现故障的情况下，可对刨头进行保护；且检测及控制系统精度高，可准确检测及控制刨头的工作状态，在一定程度上防止刨头与刮板输送机两端碰撞，且摄像机拆装方便，有效降低了设备故障率，提高了采煤效率。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的刨煤机检测及控制系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的刨煤机检测及控制系统的结构示意图；

其中，图1至图2中附图标记与系统件名称之间的对应关系为：

1测速摄像机  11第二位置摄像机  2第一位置摄像机  3通讯总线  4刮板输送机  5刨头拖动电机  6刨头  7处理控制器8控制主机

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供的刨煤机检测及控制系统，如图1、图2所示，用于刨煤机刨头6的检测及控制，刨头6位于刮板输送机4的一侧，检测及控制系统包括第一位置摄像机2和处理控制器7，第一位置摄像机2与处理控制器7连接；第一位置摄像机2位于刮板输送机4的另一侧并距刮板输送机4的机头和/或机尾为预设距离，用于检测刨头6的位置，处理控制器7用于处理第一位置摄像机2检测到的信息并控制刨头拖动电机5。

本实用新型可检测刨头的实际工作状态，保证刨头在距刮板输送机两端的规定范围内停止并转向，防止刨头与刮板输送机的两端碰撞，降低设备故障率，提高采煤效率；同时，处理控制器独立于刨煤机的控制系统，可对刨头进行保护。

如图1、图2所示，第一位置摄像机2用于检测刨头6的位置，处理控制器7用于接收并处理第一位置摄像机2检测到的信息，且对接收的位置信息与预设的位置信息进行比较：若位置信息异常，则处理控制器7控制刨头拖动电机5停止；如位置信息正常，则处理控制器更正刨头6的位置信息。

优选地，如图1所示，检测及控制系统还包括测速摄像机1，测速摄像机1正对刮板输送机4的端部设置；刨头6运动到正对第一位置摄像机2位置时，第一位置摄像机2用于检测刨头6的位置，同时，测速摄像机1检测刨头6的速度。

其中，第一位置摄像机检测刨头的位置，测速摄像机检测该位置的速度：若位置和/或速度异常，则处理控制器控制刨头拖动电机停止；若位置和速度均正常，则处理控制器更正刨头的位置信息。

本实用新型的刨头可在距刮板输送机的两端规定的范围内停止并反向运动，且刨头运动到靠近刮板输送机两端时的速度在规定的速度范围内，可有效防止刨头与刮板输送机的两端相碰撞，降低设备的故障率，提高采煤效率。

优选地，如图1所示，第一位置摄像机2和测速摄像机1均包括对称设置的两个，第一位置摄像机2垂直于刨头6的运动方向，并分别靠近刮板输送机4的机头和机尾对称设置，测速摄像机1正对刮板输送机4的两端端部对称设置。

第一位置摄像机和测速摄像机分别对称设置，则处理控制器内设定的位置数据唯一，可有效降低系统的复杂性，进一步降低系统的故障率。

其中：刨头6自刮板输送机4的机头向机尾运动时，靠近机头的第一位置摄像机2与测速摄像机1均不进行检测；刨头6自刮板输送机4的机尾向机头运动时，靠近机尾的第一位置摄像机2与测速摄像机1均不进行检测。

优选地，第一位置摄像机2和测速摄像机1分别固定在支架上；如图1、图2所示，第一位置摄像机2、测速摄像机1和处理控制器7之间通过通讯总线3连接。

第一位置摄像机与测速摄像机固定在支架上，全部支架可以均固定有摄像机，也可以根据系统需要来确定摄像机的数目；且摄像机固定在支架上，固定牢固、可靠，并方便拆装；另外，采用通讯总线与处理控制器连接，传输数据稳定可靠，系统稳定性高。

本实用新型还提供了另一技术方案：如图2所示，检测及控制系统还包括第二位置摄像机11；第二位置摄像机11与第一位置摄像机2位于刮板输送机4的同一侧，第二位置摄像机11比第一位置摄像机2更靠近刮板输送机4的端部安装。

刨头6运动到正对第一位置摄像机2位置时，第一位置摄像机2用于检测刨头6的位置，同时处理控制器7开始计时；刨头6运动到正对第二位置摄像机11位置时，第二位置摄像机11用于检测刨头6的位置，同时处理控制器7停止计时，处理控制器7根据刨头6经过第一位置摄像机2和第二位置摄像机11的时间间隔计算刨头6的速度，当刨头6的速度大于预设速度时，处理控制器7控制刨头拖动电机5停机。

也可以是：处理控制器7根据刨头6经过第一位置摄像机2和第二位置摄像机11的时间间隔与处理控制器7设定的时间进行比较，若测定的时间超出处理控制器7设定的时间范围，则处理控制器7控制刨头拖动电机5停机。

优选地，如图2所示，第一位置摄像机2、第二位置摄像机11均为两个，并分别靠近刮板输送机4的机头和机尾对称设置。

选用第一位置摄像机及第二位置摄像机测定刨头通过预定距离的时间，通过测定的时间判定刨头的运动速度，避免刨头与刮板输送机的两端碰撞。第一摄像机和第二摄像机可选用同型号的摄像机，且成本相对测速摄像机成本低，既节俭了成本，又降低了设备的故障率。

其中：刨头6自刮板输送机4的机头向机尾运动时，靠近机头的第一位置摄像机2与第二位置摄像机11均不进行检测；刨头6自刮板输送机4的机尾向机头运动时，靠近机尾的第一位置摄像机2与第二位置摄像机11均不进行检测。

优选地，第一位置摄像机2和第二位置摄像机11分别固定在支架上；如图1、图2所示，第一位置摄像机2、第二位置摄像机11和处理控制器7之间通过通讯总线3连接。

第一位置摄像机与第二位置摄像机固定在支架上，同样，全部支架均可以固定有摄像机，且固定牢固、可靠，并方便拆装；另外，采用通讯总线连接，传输数据稳定可靠，系统稳定性高。

其中，如图1、图2所示，处理控制器7与刨煤机的控制主机8连接，处理控制器7可通过控制主机8控制刨头拖动电机5。

处理控制器与刨煤机的控制主机连接，通过控制主机控制刨头拖动电机，若控制主机异常，则由处理控制器控制刨头拖动电机。处理控制器对刨头起二级保护的作用，在一定程度上提高了设备的使用寿命。处理控制器独立于控制主机，在控制主机故障时，处理控制器可对刨头进行保护。

优选地，如图1、图2所示，处理控制器7为视频监控主机，控制主机8为三机控制主机，视频监控主机与三机控制主机之间通过通讯总线3连接。

视频监控主机可接收并处理位置、速度和时间信号，并将处理后的结果传送给三机控制主机，通过三机控制主机控制刨头拖动电机。通讯总线连接视频监控主机与三机控制主机，传输数据稳定可靠，系统稳定性高。其中：视频监控主机独立于三机控制主机。

本实用新型还提供了一种采煤设备，包括上述任一实施例所述的检测及控制系统。

本实用新型提供的采煤设备，检测及控制系统独立于刨煤机控制系统，且系统控制精度高，可准确检测及控制刨头的工作状态，在一定程度上防止刨头与刮板输送机两端碰撞，有效降低设备故障率，提高采煤效率；检测及控制系统安装及拆卸方便，可有效减少拆装时间，提高作业率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测及控制系统，用于刨煤机刨头（6）的检测及控制，所述刨头（6）位于刮板输送机（4）的一侧，其特征在于，包括第一位置摄像机（2）和与所述第一位置摄像机（2）连接的处理控制器（7）；所述第一位置摄像机（2）位于所述刮板输送机（4）的另一侧并距所述刮板输送机（4）的机头和/或机尾为预设距离，用于检测所述刨头（6）的位置，所述处理控制器（7）用于处理所述第一位置摄像机（2）检测到的信息并控制刨头拖动电机（5）。

2.根据权利要求1所述的检测及控制系统，其特征在于，还包括测速摄像机（1），所述测速摄像机（1）正对所述刮板输送机（4）的端部设置；所述刨头（6）运动到正对所述第一位置摄像机（2）位置时，所述第一位置摄像机（2）用于检测所述刨头（6）的位置，同时，所述测速摄像机（1）用于检测所述刨头（6）的速度。

3.根据权利要求2所述的检测及控制系统，其特征在于，

所述第一位置摄像机（2）和所述测速摄像机（1）均包括对称设置的两个，所述第一位置摄像机（2）垂直于所述刨头（6）的运动方向，并分别靠近所述刮板输送机（4）的所述机头和所述机尾对称设置，所述测速摄像机（1）正对所述刮板输送机（4）的两端端部对称设置。

4.根据权利要求2或3所述的检测及控制系统，其特征在于，所述第一位置摄像机（2）和所述测速摄像机（1）分别固定在支架上；所述第一位置摄像机（2）、所述测速摄像机（1）和所述处理控制器（7）之间通过通讯总线（3）连接。

5.根据权利要求1所述的检测及控制系统，其特征在于，还包括第二位置摄像机（11）；

所述第二位置摄像机（11）与所述第一位置摄像机（2）位于所述刮板输送机（4）的同一侧，所述第二位置摄像机（11）比所述第一位置摄像机（2）更靠近所述刮板输送机（4）的端部安装。

6.根据权利要求5所述的检测及控制系统，其特征在于，所述第一位置摄像机（2）、第二位置摄像机（11）均为两个，并分别靠近所述刮板输送机（4）的所述机头和所述机尾对称设置。

7.根据权利要求5或6所述的检测及控制系统，其特征在于，所述第一位置摄像机（2）和所述第二位置摄像机（11）分别固定在支架上；所述第一位置摄像机（2）、所述第二位置摄像机（11）和所述处理控制器（7）之间通过通讯总线（3）连接。

8.根据权利要求1-3、5-6中任一项所述的检测及控制系统，其特征在于，所述处理控制器（7）与所述刨煤机的控制主机（8）连接，所述处理控制器（7）可通过所述控制主机（8）控制所述刨头拖动电机（5）。

9.根据权利要求8所述的检测及控制系统，其特征在于，所述处理控制器（7）为视频监控主机，所述控制主机（8）为三机控制主机，所述视频监控主机与所述三机控制主机之间通过所述通讯总线（3）连接。

10.一种采煤设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的检测及控制系统。

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