CN205593503U - 一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，单滚筒短壁采煤机包括机身、与机身铰接的摇臂回转轴以及与固定在摇臂回转轴上的摇臂，摇臂采高检测系统包括：主动齿轮、从动齿轮、具有旋转轴的支撑轴组、角度传感器、以及与角度传感器通信的主控装置；主动齿轮固定在摇臂回转轴上，从动齿轮与主动齿轮啮合；机身上设置孔槽，支撑轴组支撑于孔槽内，旋转轴穿过从动轮并插入在角度传感器的转子内。本实用新型避免了直接将角度传感器安装在摇臂回转轴上的不便，使得能通过角度传感器获得单滚筒短壁采煤机的摇臂回转轴的角度，以计算出摇臂采高。

Description

一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统

技术领域

本实用新型涉及采煤机相关技术领域，特别是一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统。

背景技术

我国煤田分布十分广泛，煤层赋存条件多种多样。地质构造复杂而无法布置正规综采或普采的不规则地段或边角地段的煤层、大巷煤柱、急倾斜特厚煤层都属难开采煤层。这些煤层的开采一般以短工作面采煤为基本特征。

现代化的采煤机已逐渐朝自动化、智能化方向发展，使其具备远程监控、采高定位、煤岩识别、程序割煤、记忆截割、人工干预调整等多种功能，以期打造安全高效的工作面无人化开采新局面。其中采高定位是智能化采煤机必备的功能。

传统的双滚筒采煤机是通过在摇臂和机身铰接处安装摆角传感器来测量摇臂相对机身的摆角而实现采高定位的，摇臂布置在机身的两端且摇臂检测角度仅为0°～90°，因此在靠近采空侧的机身和摇臂铰接处安装摆角传感器的定位装置简单可靠，传感器电缆线也容易布置。单滚筒短壁采煤机摇臂布置在煤壁侧的机身中部，摇臂可旋转摆动角度高达320°，机身和摇臂铰接处安装摆角传感器较为困难，导致现有技术无法满足对其进行角度检测，从而无法确定采高。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术没有实现在单滚筒短壁采煤机上设置角度传感器的技术问题，提供一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统。

本实用新型提供一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，所述单滚筒短壁采煤机包括机身、与机身铰接的摇臂回转轴以及与固定在所述摇臂回转轴上的摇臂，所述摇臂采高检测系统包括：主动齿轮、从动齿轮、具有旋转轴的支撑轴组、角度传感器、以及与所述角度传感器通信的主控装置；

所述主动齿轮固定在所述摇臂回转轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；

所述机身上设置孔槽，所述支撑轴组支撑于所述孔槽内，所述旋转轴穿过所述从动轮并插入在所述角度传感器的转子内。

进一步的，所述支撑轴组还包括支撑轴组本体和轴承，所述支撑轴组本体内开设支撑轴内孔，所述轴承安装于所述支撑轴内孔内，所述旋转轴被所述轴承支撑。

进一步的，所述旋转轴包括相互卡接的旋转轴第一段和旋转轴第二段，所述旋转轴第一段插入所述角度传感器的转子内，所述旋转轴第二段一端穿过所述从动轮，另一端被所述轴承支撑。

更进一步的：

所述旋转轴第一段靠近所述旋转轴第二段的一端设有凸槽，所述旋转轴第二段靠近所述旋转轴第一段的一端设有与所述凸槽配合的凹槽，或者；

所述旋转轴第一段靠近所述旋转轴第二段的一端设有凹槽，所述旋转轴第二段靠近所述旋转轴第一段的一端设有与所述凹槽配合的凸槽。

进一步的，还包括容纳所述角度传感器的固定盒。

更进一步的，所述角度传感器与所述主控装置通过电缆连接，所述固定盒上开始有固定盒通孔，所述电缆一端与所述角度传感器连接，另一端穿过所述固定盒通孔与所述主控装置连接。

进一步的，所述角度传感器为角度位置编码器。

更进一步的，所述角度位置编码器为多圈绝对位置编码器。

本实用新型通过主动齿轮和从动齿轮的配合使得支撑轴组的旋转轴与摇臂回转轴同步，并对支撑轴组的旋转轴进行角度检测，从而避免了直接将角度传感器安装在摇臂回转轴上的不便，使得能通过角度传感器获得单滚筒短壁采煤机的摇臂回转轴的角度，以计算出摇臂采高。

附图说明

图1为单滚筒短壁采煤机的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为摇臂采高计算示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

参照图1和图2，其中图1为单滚筒短壁采煤机的结构示意图，图2为图1的A-A剖面图，图2的剖面图中示出本实用新型一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统的结构示意图，图1中，上方为煤壁侧，下方为采空侧，所述单滚筒短壁采煤机包括机身7、与机身7铰接的摇臂回转轴9以及与固定在所述摇臂回转轴9上的摇臂18，所述摇臂采高检测系统包括：主动齿轮8、从动齿轮4、具有旋转轴的支撑轴组6、角度传感器2、以及与所述角度传感器2通信的主控装置(图中未示出)；

所述主动齿轮8固定在所述摇臂回转轴9上，所述从动齿轮4与所述主动齿轮8啮合；

所述机身7上设置孔槽，所述支撑轴组6支撑于所述孔槽内，所述旋转轴穿过所述从动轮并插入在所述角度传感器2的转子内。

其中，如图1所示，优选地，调高齿轮19通过内花键与摇臂回转轴9的外花键啮合。调高齿轮19的转动带动摇臂回转轴9旋转，最终带动摇臂18摆动。角度传感器2检测到的摇臂的摆角比值就是主从动齿轮的传动比，当观察者面对煤壁，摇臂顺时针方向旋转时，编码器输出角度值是增加。同时电控系统利用“左升”继电器输出的控制摇臂顺时针方向旋转，利用“左降”继电器输出的控制摇臂逆时针方向旋转。

如图3所示为摇臂采高计算示意图，其中，采煤机相关的三维特征尺寸，主要有：摇臂长度L、摇臂回转中心高度K、滚筒直径、最大采高M等，根据角度传感器检测摇臂摆角，然后配合机器前述的三维特征尺寸，采用现有的计算方式就可以计算出摇臂在摇臂摆角下的采高高度。

本实用新型通过主动齿轮和从动齿轮的配合使得支撑轴组的旋转轴与摇臂回转轴同步，并对支撑轴组的旋转轴进行角度检测，从而避免了直接将角度传感器安装在摇臂回转轴上的不便，使得能通过角度传感器获得单滚筒短壁采煤机的摇臂回转轴的角度，以计算出摇臂采高。

在其中一个实施例中，所述支撑轴组6还包括支撑轴组6本体和轴承16，所述支撑轴组6本体内开设支撑轴内孔，所述轴承16安装于所述支撑轴内孔内，所述旋转轴被所述轴承16支撑。

本实施例增加轴承16支撑旋转轴，以便旋转轴更好的旋转。

在其中一个实施例中，所述旋转轴包括相互卡接的旋转轴第一段3和旋转轴第二段5，所述旋转轴第一段3插入所述角度传感器2的转子内，所述旋转轴第二段5一端穿过所述从动轮4，另一端被所述轴承6支撑。

本实施例将旋转轴分为相互卡接的旋转轴第一段3和旋转轴第二段5，便于安装。安装时，先将旋转轴第二段5穿过从动轮4，并与轴承6配合安装后，将旋转轴第一段3插入角度传感器2的转子，分别安装好后，微调旋转轴第一段3，使其与旋转轴第二段5对齐卡住。

在其中一个实施例中：

所述旋转轴第一段3靠近所述旋转轴第二段5的一端设有凸槽，所述旋转轴第二段5靠近所述旋转轴第一段3的一端设有与所述凸槽配合的凹槽，或者；

所述旋转轴第一段3靠近所述旋转轴第二段5的一端设有凹槽，所述旋转轴第二段5靠近所述旋转轴第一段3的一端设有与所述凹槽配合的凸槽。

优选地，旋转轴第一段3的末端设置凸槽14，旋转轴第二段5的前端设置凹槽15以与凸槽14配合。

在其中一个实施例中，还包括容纳所述角度传感器2的固定盒1。

角度传感器2较为精密，本实施例增加固定盒1以便对角度传感器2进行保护。

在其中一个实施例中，所述角度传感器2与所述主控装置通过电缆连接，所述固定盒1上开始有固定盒通孔10，所述电缆一端与所述角度传感器2连接，另一端穿过所述固定盒通孔10与所述主控装置连接。

在其中一个实施例中，所述角度传感器2为角度位置编码器。

本实施例采用编码器使得检测更为精确。

在其中一个实施例中，所述角度位置编码器为多圈绝对位置编码器。

基于多圈绝对传感器的校准，分为0度水平校准(即保持机身水平，摇臂摆到左侧水平位置)和90度垂直校准(即保持机身水平，摇臂在铅垂线位置)，两个标准位置校准。由于所采用的编码器具有足够线性度和比例一致性，校准时只记录零位数据，其余基本比例系数程序内部固化。

本实施例采用多圈绝对位置编码器，使得检测角度可以为0°～360°，滚筒高度定位精度为±2％，系统记忆截割等功能使用该角度值时，使用1/4度为最小单位，即分辨力为0.25度(对应1500长度的摇臂，采高记录分辨误差不大于7毫米)。

作为本实用新型的最佳实施例，参阅图1和图2，主动齿轮8安装在摇臂回转轴9上，摇臂回转轴整体安装在机身7内部指定位置，支撑轴组6支撑于机身7孔槽内，并采用O型圈17密封，挡圈将其轴向定位。轴承16安装于支撑轴内孔内，两端以挡圈定位。旋转轴第二段5由轴承16支撑。从动齿轮4固定在旋转轴第二段5左端。旋转轴第一段3插入多圈绝对位置编码器2转子内，通过小螺钉径向固定。多圈绝对位置编码器2整体安装于固定盒1内，然后将固定盒1由机身壳体7上部向下安装，通过盖11和垫12封闭，微调旋转轴第二段5的凹槽15方向，使旋转轴第二段5的凹槽15与旋转轴第一段3的凸槽14对齐卡住，并用油封13封闭。多圈绝对位置编码器电缆线穿过固定盒1上孔10引出。

采用多圈绝对位置编码器检测摇臂摆角，通过RS485串行总线与单滚筒短壁采煤机中作为主控装置的电控系统连接，然后根据机器相应的几何尺寸参数，计算出当前的摇臂采煤高度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，所述单滚筒短壁采煤机包括机身、与机身铰接的摇臂回转轴以及与固定在所述摇臂回转轴上的摇臂，其特征在于，所述摇臂采高检测系统包括：主动齿轮、从动齿轮、具有旋转轴的支撑轴组、角度传感器、以及与所述角度传感器通信的主控装置；

所述主动齿轮固定在所述摇臂回转轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；

所述机身上设置孔槽，所述支撑轴组支撑于所述孔槽内，所述旋转轴穿过所述从动轮并插入在所述角度传感器的转子内。

2.根据权利要求1所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，其特征在于，所述支撑轴组还包括支撑轴组本体和轴承，所述支撑轴组本体内开设支撑轴内孔，所述轴承安装于所述支撑轴内孔内，所述旋转轴被所述轴承支撑。

3.根据权利要求2所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，其特征在于，所述旋转轴包括相互卡接的旋转轴第一段和旋转轴第二段，所述旋转轴第一段插入所述角度传感器的转子内，所述旋转轴第二段一端穿过所述从动轮，另一端被所述轴承支撑。

4.根据权利要求3所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，其特征在于：

所述旋转轴第一段靠近所述旋转轴第二段的一端设有凸槽，所述旋转轴第二段靠近所述旋转轴第一段的一端设有与所述凸槽配合的凹槽，或者；

所述旋转轴第一段靠近所述旋转轴第二段的一端设有凹槽，所述旋转轴第二段靠近所述旋转轴第一段的一端设有与所述凹槽配合的凸槽。

5.根据权利要求1所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，其特征在于，还包括容纳所述角度传感器的固定盒。

6.根据权利要求5所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系 统，其特征在于，所述角度传感器与所述主控装置通过电缆连接，所述固定盒上开始有固定盒通孔，所述电缆一端与所述角度传感器连接，另一端穿过所述固定盒通孔与所述主控装置连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，其特征在于，所述角度传感器为角度位置编码器。

8.根据权利要求7所述的用于单滚筒短壁采煤机的摇臂采高检测系统，其特征在于，所述角度位置编码器为多圈绝对位置编码器。