CN211900587U - 采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，包括旋转台、测试平台、采煤机行走轨道、模拟铲煤板、三向力加载器和安全绞车，采煤机行走轨道、三向力加载器和安全绞车均固定在测试平台上，测试平台为长条形，采煤机行走轨道沿测试平台的长度方向铺设，模拟铲煤板通过若干竖向油缸支撑安装在测试平台上并平行于采煤机行走轨道布置，竖向油缸的两端分别相对模拟铲煤板和测试平台铰接，安全绞车靠近采煤机行走轨道的一端，测试平台平铺固定在旋转台上。本实用新型能模拟倾斜、急倾斜等煤矿综采工作面的工况，为较大倾角工作面条件下采煤机安全运行性能实验和检测提供安全、稳定、规范、适用范围广且方便操作的综合配套硬件设备。

Description

采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种针对采煤机的实验装置，尤其是用于对采煤机倾斜条件下安全运行性能进行测试的实验装置，属于采煤机安全运行性能验证和分析用的工装。

背景技术

我国倾斜、急倾斜的煤层占总储量的28.8％，35°以上倾角的煤层占到了17％之多。目前，综采技术在我国倾斜煤层中应用也比较成熟，但对于倾斜条件下采煤机安全运行性能进行验证分析却存在缺失。尤其是目前采煤工作面最大倾角已超过60°，在急倾斜的工况下，采煤机存在急速下滑、制动器失效等严重的安全隐患，因此对于倾斜条件下采煤机安全运行性能的验证和分析急需落实并完善。

目前缺乏有效的实验手段和设备，无法实现各种倾斜条件下标准化、规范化的采煤机安全运行性能实验。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，能模拟倾斜、急倾斜等煤矿综采工作面的工况，为较大倾角工作面条件下采煤机安全运行性能实验和检测提供安全、稳定、规范、适用范围广且方便操作的综合配套硬件设备。

本实用新型的主要技术方案有：

一种采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，包括旋转台、测试平台、采煤机行走轨道、模拟铲煤板、三向力加载器和安全绞车，采煤机行走轨道、三向力加载器和安全绞车均固定在所述测试平台上，其中三向力加载器采用可拆卸固定安装方式，所述测试平台为长条形，所述采煤机行走轨道沿测试平台的长度方向呈直线铺设，所述模拟铲煤板通过若干竖向油缸支撑安装在所述测试平台上并平行于采煤机行走轨道布置，所述竖向油缸的两端分别相对模拟铲煤板和测试平台铰接，安全绞车靠近采煤机行走轨道的其中一端，测试平台以平铺方式固定支撑在旋转台上。

所述采煤机行走轨道可以包括多个基座和多根齿轨，所述基座沿测试平台上的一条T型槽间隔布设，通过该T型槽实现定位，并紧固在测试平台上，所述齿轨首尾顺次相接铺设成直线形，相邻两根齿轨的相邻的端部直接或经由一个过渡套可拆卸固定在同一个所述基座上。

所述三向力加载器有相互间隔布置的两套，均通过测试平台上的另一条T型槽定位安装在所述测试平台上，两条T型槽相互平行。

所述测试平台上还优选固定安装有双出杆多级油缸，所述双出杆多级油缸的缸筒固定安装在所述测试平台上，所述双出杆多级油缸的两个外伸方向的活塞杆与两套所述三向力加载器一一对应连接。

所述测试平台上还优选设置有底座和若干横向油缸，所述底座与测试平台滑动配合，滑动方向沿着测试平台的台面且垂直于采煤机行走轨道方向，滑动动力来自所述横向油缸，横向油缸的两端分别与所述底座和测试平台连接，所述模拟铲煤板通过所述竖向油缸直接支撑安装在所述底座上，所述底座为一体式结构或者是由多个分块沿采煤机行走轨道延伸方向依次排列而成的组合结构。

所述测试平台的位于采煤机行走轨道两侧的侧边以及这两条侧边之间靠近安全绞车一侧的侧边均优选设置有防护围栏，所述防护围栏上优选设置多个声光警报器和雷达测距传感器。

所述测试平台上还优选安装有自动扶梯，所述自动扶梯沿着采煤机行走轨道延伸方向布置，所述自动扶梯和采煤机行走轨道分别位于三向力加载器的两侧。

所述旋转台优选包括台架、连杆、套筒、弧形定位装置和千斤顶，所述台架的长度方向的中部一处铰接在旋转基座上，所述旋转基座与混凝土地基相对固定，所述台架的中部另一处通过所述千斤顶支撑在所述混凝土地基上，所述台架与千斤顶之间以及所述千斤顶与混凝土地基之间均为铰接，所述台架的一端与所述连杆的一端铰接，所述连杆的另一端从所述套筒的一端插入所述套筒，所述套筒的另一端相对所述混凝土地基铰接，所述连杆上间隔设有若干第一定位孔，所述套筒的一端设有一个第一销孔，所述弧形定位装置安装在所述混凝土地基上，所述弧形定位装置上设有至少一排按圆弧形间隔排列的若干个第二定位孔，该圆弧形的圆心位于所述旋转基座的旋转中心轴线上，所述台架的另一端设有第二销孔，所述第一定位孔和同一圆弧上间隔排列的所有第二定位孔以及所述台架能够稳定处于的若干个位置一一对应，所述台架处于其中一个位置时，所述套筒通过第一定位销同时与所述第一销孔和一个第一定位孔插接实现与所述连杆固定，所述台架的另一端通过第二定位销同时与所述第二销孔和一个第二定位孔插接实现与所述弧形定位装置固定，所述测试平台平铺固定在所述台架上，所述安全绞车位于当所述旋转台处于相对水平面倾斜状态时所述测试平台的较高的一端。

所述旋转台可以设有第一油缸和第二油缸，第一油缸的缸筒相对所述套筒固定，所述第一油缸的伸缩方向与所述第一销孔同轴，所述第一定位销同轴固定在所述第一油缸的活塞杆的外伸端的端部，第二油缸的缸筒相对所述弧形定位装置固定，所述第二油缸的伸缩方向与所述第二销孔同轴，所述第二定位销同轴固定在所述第二油缸的活塞杆的外伸端的端部。

所述弧形定位装置可以包括左右对称的一对立板，每块所述立板上均设有一排按圆弧形间隔排列的所述第二定位孔，所述台架的另一端位于一对立板之间，所述台架的另一端的左右两侧各自设有一个所述第二销孔，分别与左右两立板上的第二定位孔相对应。这种情况下，当设有第二油缸时，所述第二油缸优选采用双出杆油缸，每个活塞杆的外伸端的端部均同轴固定有一个所述第二定位销，并分别与两个所述第二销孔相对应。

进一步地，所述第一油缸和第二油缸内均安装有位移传感器，所述第一定位销和第二定位销内设有孔，孔内各自安装有高精度摄像机，所述台架上配置有旋转编码器，所述位移传感器、高精度摄像机和旋转编码器的信号输出端均接入同一微处理器，所述微处理的多个指令信号输出端各自连接一个电磁比例阀的信号输入端，一部分电磁比例阀控制所述千斤顶的伸缩，另一部分电磁比例阀控制所述第一油缸和第二油缸的伸缩。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型用测试平台模拟采煤机工作面，通过在测试平台上铺设采煤机行走轨道和模拟铲煤板引导被测采煤机在测试平台上行走，利用三向力加载器模拟被测采煤机截割过程中的受力，成功模拟了采煤机工作面和采煤机采煤时所处的状态，从而在实验室环境中实现了倾斜条件下采煤机安全运行性能测试，解决了当前针对此类测试缺乏有效的实验手段和设备的问题，对于保证采煤机倾斜工作面上行走的安全性意义重大。由于实验室环境整洁、可控、干扰少，因此检测结果的准确性和可信度较高。由于可以配置适宜的多种类型的传感器或检测设备，因此可以在一次行走中获取多个方面的数据，有利于实现与采煤机行走相关的综合性能的测试。

本实用新型通过在测试平台上设置自动扶梯，既方便了相关工作人员查看实验情况，同时又减轻了人员工作强度。

本实用新型通过在测试平台至少三个侧边设置防护围栏，并在防护围栏上设置声光警报器和雷达测距传感器，可有效防止工作人员从测试平台边缘跌落，保障实验人员的安全。

本实用新型通过在测试平台上设置安全绞车，并通过钢丝绳将被测采煤机连接于安全绞车，可防止被测采煤机意外下滑发生安全事故，保障采煤机和实验过程的安全。

由于采用可智能旋转的旋转台支撑所述测试平台，一套实验装置即可实现大角度范围内针对多种角度倾斜条件下采煤机安全运行性能进行实验的需要，并且倾斜角度自动可调，极大地减轻了针对实验装置调整的劳动强度，还更容易保证调整的精度。

由于所述旋转台设有多组一一对应的第一定位孔和第二定位孔，一方面可以将台架支撑在多种不同的角度上，实现对综采工作面多种倾斜条件的模拟，另一方面结合旋转基座、千斤顶为台架提供了多于两个的支撑点，形成超静定结构，使得即使采煤机处在重载负荷工况下也能为其提供稳定可靠的支撑，安全性更高，从而确保模拟实验的顺利进行。

利用本实用新型的实验装置能够实现大角度范围内多角度倾斜、急倾斜等煤矿综采工作面的模拟试验，且支撑稳定性好，角度智能可调，安全性好，工作强度低，可通用于各种不同规格的采煤机。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的平面布局示意图；

图2为所述测试平台的一个实施例的侧视图；

图3为本实用新型的另一个实施例的结构示意图；

图4为图3的右视图；

图5为图3中所述弧形定位装置的示意图；

图6为图5的右视图；

图7为所述定位销的一个实施例的结构示意图。

附图标记：

1.旋转台；1-1.台架；1-2.连杆；1-3.套筒；1-4.千斤顶；1-5.弧形定位装置；1-6.油缸座；1-7.第一油缸；1-8.第一定位销；1-9.高精度摄像机；1-10.第二油缸；1-11.第二定位销；1-12.旋转基座；1-13.混凝土地基；2.采煤机行走轨道；3.防护围栏；4.自动扶梯；5.安全绞车；6.三维力加载装置；6-1.三向力加载器；6-2.双出杆多级油缸；7.测试平台；7-1.第一T型槽；7-2.第二T型槽；8.模拟铲煤板。

具体实施方式

本实用新型公开了一种采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置(简称实验装置)，如图1-7所示，包括旋转台1、测试平台7、采煤机行走轨道2、模拟铲煤板8、三向力加载器6-1和安全绞车5，采煤机行走轨道2、三向力加载器6-1和安全绞车5均固定在所述测试平台上，其中三向力加载器采用可拆卸固定安装方式，所述测试平台为长条形，所述采煤机行走轨道沿测试平台的长度方向呈直线形铺设，所述模拟铲煤板8通过若干竖向油缸支撑安装在所述测试平台7上并平行于采煤机行走轨道2布置，所述竖向油缸的两端分别相对模拟铲煤板和测试平台铰接，安全绞车靠近采煤机行走轨道的其中一端，测试平台以平铺方式固定支撑在旋转台上。

所述测试平台是旋转台以外采煤机行走轨道等其他组成部分的安装基础平台，采煤机行走轨道供被测采煤机的导向滑靴在其上行走，模拟铲煤板用于被测采煤机的支撑滑靴在其上滑动。三向力加载器用于向被测采煤机摇臂施加X、Y、Z三个相互垂直方向的载荷，以模拟采煤机截割过程中所受的力。所述三向力加载器可以设置三个正交方向上的油缸，油缸外伸时实施相应方向的力的加载。所述测试平台由旋转台带动可调整到不同的倾斜角度上，以模拟采煤机处于多种不同角度的倾斜工作面条件。

利用该实验装置可以测试被测采煤机在采煤机行走轨道和模拟铲煤板上行走过程中的一些性能参量，例如行走距离、振动、噪声、温度以及受力情况等，这些主要通过设置相应类型的传感器进行检测。可以利用该实验装置实施的测试项目还可以包括采煤机启动、行走、制动时采煤机牵引电流、松抱制动闸时间、制动力矩等，相应数据主要通过该实验台的控制终端读取被测采煤机的电控系统数据获得。控制终端是该实验台的电气控制系统的中心。

由于可以将测试平台置于多种不同倾角的倾斜状态，以此模拟倾斜工作面环境，因此该实验台还可以用于采煤机倾斜条件下行走测试。当测试平台水平放置时，先将被测采煤机置于测试平台上未设置安全绞车的一端，用钢丝绳连接安全绞车和被测采煤机的机身，并使钢丝绳保持松弛状态。然后利用旋转台将测试平台按实验要求置于某个倾斜角度，此时安全绞车处于测试平台的较高的一端，让被测采煤机从测试平台较低的一端向较高的一端行走，在此过程中除了可以实施前述的所有检测项目外，更主要的是可以检测采煤机倾斜条件下行走安全性的一些项目，例如采煤机启动时的下滑距离、不同牵引速度条件制动时的下滑距离、加载时采煤机静止24h后的下滑距离等，以相应下滑距离不超过规定值为合格。

所述安全绞车用于提供安全保障。随着被测采煤机的逐渐上行，安全绞车慢慢收回钢丝绳，但时刻保持钢丝绳的松弛状态，并预留出足以允许采煤机在下滑距离规定值内自由下滑的冗余长度。实验时，安全绞车上的钢丝绳连接到被测采煤机的机身上，一旦被测采煤机产生非正常下滑即超出规定值一定程度的下滑，钢丝绳立即发挥作用，从松弛状态转变为张紧状态，通过牵拉被测采煤机防止其继续下滑造成安全事故。

进一步地，所述测试平台上可根据具体的实验项目设置相应的测试仪器和/或传感器，例如激光标靶、激光测距传感器、红外温度测试仪、振动传感器和噪声传感器等，这些是与所述实验台的硬件设施配套的电气控制系统的重要组成部分，用于测试数据的采集。电气控制系统的控制终端可以对所采集数据进行处理和分析，也可以将相关数据传递至其他上位机进行数据处理和分析。

其中，激光标靶和激光测距传感器相配合，通过收发激光信号可以测算出被测采煤机的行走或下滑距离，使用时通常将激光标靶固定在被测采煤机上，将激光测距传感器固定在测试平台上。利用红外温度测试仪可以测试被测采煤机的油温、减速器温度等。振动传感器可安装在采煤机行走轨道内，利用振动传感器可以检测被测采煤机整机的振动。利用噪声传感器可以检测被测采煤机爬升时的整机的噪声。用于测量采煤机行走距离或下滑距离的传感器例如上述激光测距传感器通常为该实验装置的必备传感器。

控制竖向油缸伸缩，模拟铲煤板的顶面相对于测试平台的高度就会发生改变，以此来适应不同规格的被测采煤机的支撑滑靴的高度。竖向油缸的伸缩受电磁比例阀的控制，电磁比例阀按照微处理器的指令动作。竖向油缸内装有位移传感器，位移传感器的信号输出端接入所述微处理器，向微处理器反馈竖向油缸的移动距离，形成闭环控制。微处理器是控制终端的核心部件。

本实施例中，竖向油缸排成两列，每列中的竖向油缸沿模拟铲煤板的长度方向间隔布置。

上述实验装置为采煤机倾斜工作面条件下的安全运行性能实验提供了基础的、有安全防护措施的、可重复的测试环境，使相应测试能够在实验室中得以开展，使检测结果的准确性和可信度更高，并且能适用于各种规格的采煤机。由于可以配置适宜的多种类型的传感器或检测设备，因此可以在采煤机一次行走中获取更多方面的数据，可对采煤机倾斜条件下安全运行性能分析提供全方位的数据参考。

所述采煤机行走轨道可以包括多个基座和多根齿轨，所述基座沿测试平台上的第一T型槽7-1间隔布设，通过该第一T型槽实现定位，并通过螺钉等紧固在测试平台上。所述基座是所述齿轨的安装基础。所述齿轨首尾顺次相接铺设成直线形，相邻两根齿轨的相邻的端部直接或经由一个过渡套可拆卸固定在同一个所述基座上。一套实验台可以配备多组不同规格的齿轨，所述基座上的齿轨安装结构可以依据尺寸最大的一组齿轨设计，其他组齿轨各自有一组配套的过渡套，当安装这些组齿轨时，齿轨的端部安装在各自配套的过渡套中，相应过渡套则与基座上的齿轨安装结构配合安装。当被测采煤机变化需要更换不同规格的另一组齿轨时，只要同时更换齿轨和与齿轨配套的过渡套，长度方向上只要按需调整基座的间距即可，因此可以用同一实验台实现各种行走轮模数的被测采煤机的测试。

所述三向力加载器6-1有相互间隔布置的两套，均通过测试平台上的第二T型槽7-2实现定位，并相对测试平台可拆卸固定连接，第一T型槽和第二T型槽相互平行。

测试平台以上的部分可以在以下任意一个或多个方面进行进一步的优化：

1、所述测试平台上还可以固定安装双出杆油缸，所述双出杆油缸的缸筒固定安装在所述测试平台上，所述双出杆油缸的两个外伸方向的活塞杆与两套所述三向力加载器一一对应连接。三向力加载器和双出杆油缸组成三维力加载装置6。

通过所述双出杆油缸的伸缩调整，可改变两套加载器间的距离。由于每套加载器加载于被测采煤机上的一个摇臂，双出杆油缸的伸缩可以使三维力加载装置能给不同长度的被测采煤机加载。当被测采煤机的长度发生改变时，至少有一套加载器的位置需要进行相应的调整，然后再重新固定。

所述双出杆油缸可进一步优选采用双出杆多级油缸6-2，可输出力和伸缩距离更大。

2、所述采煤机行走轨道上优选布置三维力传感器，用于检测采煤机行走过程中导向滑靴所受到的各向力情况，为分析导向滑靴过快磨损甚至断裂的原因提供数据支持，为设计适用于倾斜、急倾斜条件下的导向滑靴提供参考。

3、所述测试平台优选为铸钢结构。

4、所述测试平台的长度为25-35m，宽度为5-6m，可满足目前总长已超过20m、机身长度达到10m的最大采煤机的实验需要。为了减轻重量且保证刚度，测试平台的厚度优选为50-60mm。

本实施例中测试平台长30m，宽6m，厚55mm。

采煤机行走轨道优选与测试平台等长。

5、所述模拟铲煤板为耐磨钢板，优选采用高锰钢制造，整体经调质处理，硬度为HB280-320，顶面经淬火处理，硬度为HRC55-60。

所述模拟铲煤板优选与测试平台等长。所述模拟铲煤板的宽度可以为0.4-0.6m，厚度可以为55-75mm，本实施例中模拟铲煤板宽度为0.5m，高度为65mm。

所述模拟铲煤板的宽度还可以设置为不小于1m，例如1-1.2m，在模拟铲煤板与采煤机行走轨道间距合适的情况下，可以满足目前所有宽度的采煤机的测试需求。这种情况下，可以不进行下面6的结构优化。

6、所述测试平台上还优选设置有底座和若干横向油缸，所述底座与测试平台滑动配合，滑动方向沿着测试平台的台面且垂直于采煤机行走轨道方向，滑动动力来自所述横向油缸。各个横向油缸沿采煤机行走轨道的延伸方向间隔布置，每个横向油缸的两端分别与所述底座和测试平台连接。这种情况下，所述模拟铲煤板通过所述竖向油缸直接支撑安装在所述底座上，即竖向油缸的两端分别铰接于模拟铲煤板和底座。由于横向油缸的伸缩可以改变底座与采煤机行走轨道的距离，模拟铲煤板到采煤机行走轨道的距离也就随之改变，由此可以适应不同宽度的被测采煤机。

同理，横向油缸的伸缩受电磁比例阀的控制，电磁比例阀按照微处理器的指令动作。横向油缸内也装有位移传感器，位移传感器的信号输出端接入微处理器，向微处理器反馈横向油缸的移动距离，形成闭环控制。

所述底座可以为一体式结构，或者也可以是由多个底座单体沿采煤机行走轨道延伸方向依次排列而成的组合结构。当所述底座采用组合结构时，每个底座单体都有与之相连的横向油缸，用于为相应分块的滑移提供动力。

无论是一体式底座还是一个底座单体，其与测试平台上都各自设有导向结构，用以确保底座的直线滑动方向。

7、所述测试平台的位于采煤机行走轨道两侧的侧边即测试平台的两条长边以及这两条侧边之间靠近安全绞车一侧的侧边即测试平台的靠近安全绞车的一条短边设置有防护围栏3，避免工作人员从测试平台边缘跌落。

防护围栏上可以设置多个声光警报器和雷达测距传感器，通过雷达测距传感器实时对人员到防护围栏的距离进行测定，一旦该距离小于设定距离，例如0.5m，声光警报器发出报警，提示相关人员注意应与防护围栏保持不小于0.5m的距离。

8、所述测试平台上还优选安装有自动扶梯(例如自动人行道电梯)4，供相关工作人员行走，既方便查看实验装置的工作情况，同时又能减轻人员工作强度。

所述自动扶梯沿着采煤机行走轨道延伸方向布置，所述自动扶梯和采煤机行走轨道分别位于三向力加载器的两侧。通常，自动扶梯设置在靠近测试平台的一侧边缘处。

所述旋转台1可以包括台架1-1、连杆1-2、套筒1-3、弧形定位装置1-5和千斤顶1-4。所述台架的长度方向的中部一处铰接在旋转基座1-12上，所述旋转基座与混凝土地基1-13相对固定，所述台架的中部另一处通过所述千斤顶支撑在所述混凝土地基上，所述台架与千斤顶之间以及所述千斤顶与混凝土地基之间均为铰接。所述台架的一端(对应图3中较高的一端)与所述连杆的一端铰接，所述连杆的另一端从所述套筒的一端插入所述套筒，所述套筒的另一端相对所述混凝土地基铰接。所述连杆上间隔设有若干第一定位孔，所述套筒的一端设有一个第一销孔。所述弧形定位装置安装在所述混凝土地基上，所述弧形定位装置上设有至少一排按圆弧形间隔排列的若干个第二定位孔，该圆弧形的圆心位于所述旋转基座的旋转中心轴线上。所述台架的另一端设有第二销孔。所述测试平台的长宽尺寸优选与台架相当。

所述连杆1-2、套筒1-3、弧形定位装置1-5、千斤顶1-4和旋转基座1-12组成了位置可调支撑系统，用于支撑所述台架并使台架稳定处于多个不同的位置上。

所述第一定位孔和同一圆弧上间隔排列的所有第二定位孔以及所述台架能够稳定处于的若干个位置一一对应。所述台架处于其中一个位置时，所述套筒通过第一定位销1-8同时与所述第一销孔和一个第一定位孔插接实现与所述连杆固定，所述台架的另一端(对应图3中较低的一端)通过第二定位销1-11同时与所述第二销孔和一个第二定位孔插接实现与所述弧形定位装置固定。

每当更换另一组相对应的第一定位孔和第二定位孔分别与第一定位销和第二定位销进行销孔配合时，所述台架的倾斜角度就改变一次。

所述测试平台7平铺固定在所述台架1-1上，所述安全绞车位于当所述旋转台处于相对水平面倾斜状态时所述测试平台的较高的一端。

所述台架1-1作为被测采煤机、所述测试平台及安装在测试平台以上的各部分的承载基础件，优选采用桁架结构，结构稳定，承载能力强，在保证承重能力的前提下尽量减轻自身的重量。所述台架的长度可以为25-35m，宽可以为5-6m，能承载目前最大采煤机以满足其实验需要。

所述连杆的另一端与距离其最近的所述第一定位孔相距100-150mm，所述第一销孔到所述套筒的一端的距离为50-100mm。

附图所示实施例中，所述台架呈矩形长条板状，所述套筒的另一端通过一铰接底座连接在所述混凝土地基上，第一销孔和第一定位孔直径相等，第二销孔和第二定位孔直径相等，所述连杆的另一端与距离其最近的所述第一定位孔相距100mm，所述第一销孔到所述套筒的一端的距离为80mm。

所述千斤顶1-4可以有两个，对称布置在所述台架的宽度方向上所述套筒1-3的两侧。

所述旋转台1优选设有第一油缸1-7和第二油缸1-10，第一油缸的缸筒相对所述套筒固定，所述第一油缸的伸缩方向与所述第一销孔同轴，所述第一定位销同轴固定在所述第一油缸的活塞杆的外伸端的端部；第二油缸的缸筒相对所述弧形定位装置固定，所述第二油缸的伸缩方向与所述第二销孔同轴，所述第二定位销同轴固定在所述第二油缸的活塞杆的外伸端的端部。所述第一油缸、第二油缸和千斤顶各自由一个电磁阀控制，所述电磁阀的信号输入端均连接到同一个微处理。通过所述微处理器、电磁阀分别控制第一油缸和第二油缸动作，利用第一油缸的自动伸缩实现第一定位销插入或拨出第一销孔和某一个第一定位孔，同时利用第二油缸的自动伸缩实现第二定位销插入或拨出第二销孔和相应的第二定位孔。

利用油缸进行部分或全部环节的自动插/拔销操作，提升了所述旋转台的位置调整的自动化水平。所述微处理器是实现自动控制的指挥中心，除了控制第一油缸和第二油缸动作外，其控制还包括通过对电磁阀发出指令间接控制千斤顶动作对台架的位置进行微调。

附图所示实施例中，所述弧形定位装置包括左右(对应于图4的左右，对应于所述台架的宽度方向)对称的一对立板，每块所述立板上均设有一排按圆弧形间隔排列的所述第二定位孔，所述台架的另一端位于一对立板之间，所述台架的另一端的左右两侧分别与左右两立板保持间隙，所述台架的另一端的左右两侧各自设有一个所述第二销孔，分别与左右两立板上的第二定位孔相对应。这种情况下，当设有第二油缸时，可以采用两个单出杆油缸作为所述第二油缸，分别与一排第二定位孔相对应。本实施例中所述第二油缸优选采用双出杆油缸，所述第二油缸布置在所述台架的另一端内部与两个第二销孔相通且同轴的油缸安装孔内，每个活塞杆的外伸端的端部均同轴固定有一个所述第二定位销。第二油缸的活塞杆伸缩时，两个第二定位销同时插入各自对应侧的第二定位孔和第二销孔，或者同时从各自对应侧的第二定位孔和第二销孔拔出。

所述台架的另一端的左右两侧分别距离左右两立板5-10mm，附图所示实施例中该间隙为5mm。

所述立板朝向所述旋转基座的端面优选为圆弧柱状端面。所述第二定位孔到所述圆弧柱状端面的距离可以为100-150mm。

附图所示实施例中，所述套筒1-3上相对固定有油缸座1-6，所述第一油缸安装在油缸座1-6内。

所述第一油缸和第二油缸内均安装有位移传感器，以实时监测相应油缸的伸缩量，该伸缩量分别反映了第一定位销和第二定位销的位移或位置。所述位移传感器的信号输出端接入所述微处理器，所述位移传感器的测量值反馈到微处理器，微处理器可以判断出第一定位销和第二定位销是否插入或拔出第一定位孔和第二定位孔，或者处于插入或拨出过程中的什么位置上。

所述旋转台还优选配备有高精度摄像机1-9，所述第一定位销和第二定位销内可设有阶梯孔，如图7所示，孔内各自安装有所述高精度摄像机及其电源线缆和信号传输线缆，所述高精度摄像机的信号输出端接入所述微处理器。所述高精度摄像机用于监测第一定位销和第二定位销分别相对第一定位孔和第二定位孔的位置，所述高精度摄像机的输出也返回至所述微处理器，所述微处理通过对回传的图像信息的识别、计算、解析，可以判断出第一定位销与第一定位孔是否同轴，第二定位销与第二定位孔是否同轴，在第一定位销和第二定位销尚未插入对应的定位孔时，“同轴”则具备了将定位销插入相应定位孔的基础条件。如果不同轴，微处理器会发出台架微调指令，通过电磁比例阀控制千斤顶缓慢动作，对所述台架的位置做微调整直到指定位置，即第一定位销和第二定位销与相应的第一定位孔和第二定位孔达到同轴的位置。一旦达到了“同轴”，微处理器会发出安装指令，通过电磁比例阀控制第一油缸和第二油缸动作，将第一定位销插入第一定位孔和第一销孔，把第二定位销插入第二定位孔和第二销孔，由此完成第一定位销和第二定位销的智能安装。

所述第一定位销和第二定位销的一端加工出倒角，以便于相应定位销的安装，该倒角可以在优选为10°-20°之间，本实施例中为15°。

所述台架上还配置有旋转编码器，所述旋转编码器的信号输出端接入所述微处理器，使所述微处理能够实时掌握所述台架所处的角度。

所述第一定位孔和第二定位孔的数量和位置决定了所述台架能够稳定处于多少个不同角度上。本实用新型中，所述台架能够稳定处于的若干个位置相对于水平面所夹角度优选控制在0-65度范围内，以满足对目前采煤工作面最大倾角条件的模拟。

本实用新型可以通过控制第一、第二油缸的收缩自动拔除第一定位销和第二定位销，解除所述台架的位置锁定，然后控制千斤顶动作，带动连杆相对套筒的伸缩，进而改变和修正所述台架的位置，再通过控制油缸的外伸完成第一定位销和第二定位销的自动安装将台架锁定在新的位置上，从而实现了旋转台的位置智能可调。由于在所述旋转台上设置了位移传感器、高精度摄像机和旋转编码器，可以实时掌握第一定位销、第二定位销以及台架的位置变化，因此确保了自动安装的准确性和台架位置自动调整的准确性。

Claims (13)

1.一种采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：包括旋转台、测试平台、采煤机行走轨道、模拟铲煤板、三向力加载器和安全绞车，采煤机行走轨道、三向力加载器和安全绞车均固定在所述测试平台上，其中三向力加载器采用可拆卸固定安装方式，所述测试平台为长条形，所述采煤机行走轨道沿测试平台的长度方向呈直线形铺设，所述模拟铲煤板通过若干竖向油缸支撑安装在所述测试平台上并平行于采煤机行走轨道布置，所述竖向油缸的两端分别相对模拟铲煤板和测试平台铰接，安全绞车靠近采煤机行走轨道的其中一端，测试平台以平铺方式固定支撑在旋转台上。

2.如权利要求1所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述采煤机行走轨道包括多个基座和多根齿轨，所述基座沿测试平台上的一条T型槽间隔布设，通过该T型槽实现定位，并紧固在测试平台上，所述齿轨首尾顺次相接铺设成直线形，相邻两根齿轨的相邻的端部直接或经由一个过渡套可拆卸固定在同一个所述基座上。

3.如权利要求2所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述三向力加载器有相互间隔布置的两套，均通过测试平台上的另一条T型槽定位安装在所述测试平台上，两条T型槽相互平行。

4.如权利要求3所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述测试平台上还固定安装有双出杆多级油缸，所述双出杆多级油缸的缸筒固定安装在所述测试平台上，所述双出杆多级油缸的两个外伸方向的活塞杆与两套所述三向力加载器一一对应连接。

5.如权利要求4所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述测试平台上还设置有底座和若干横向油缸，所述底座与测试平台滑动配合，滑动方向沿着测试平台的台面且垂直于采煤机行走轨道方向，滑动动力来自所述横向油缸，横向油缸的两端分别与所述底座和测试平台连接，所述模拟铲煤板通过所述竖向油缸直接支撑安装在所述底座上，所述底座为一体式结构或者是由多个分块沿采煤机行走轨道延伸方向依次排列而成的组合结构。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述测试平台的位于采煤机行走轨道两侧的侧边以及这两条侧边之间靠近安全绞车一侧的侧边均设置有防护围栏，所述防护围栏上设置多个声光警报器和雷达测距传感器。

7.如权利要求1、2、3、4或5所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述测试平台上还安装有自动扶梯，所述自动扶梯沿着采煤机行走轨道延伸方向布置，所述自动扶梯和采煤机行走轨道分别位于三向力加载器的两侧。

8.如权利要求6所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述测试平台上还安装有自动扶梯，所述自动扶梯沿着采煤机行走轨道延伸方向布置，所述自动扶梯和采煤机行走轨道分别位于三向力加载器的两侧。

9.如权利要求8所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述旋转台包括台架、连杆、套筒、弧形定位装置和千斤顶，所述台架的长度方向的中部一处铰接在旋转基座上，所述旋转基座与混凝土地基相对固定，所述台架的中部另一处通过所述千斤顶支撑在所述混凝土地基上，所述台架与千斤顶之间以及所述千斤顶与混凝土地基之间均为铰接，所述台架的一端与所述连杆的一端铰接，所述连杆的另一端从所述套筒的一端插入所述套筒，所述套筒的另一端通过一铰接底座连接在所述混凝土地基上，所述连杆上间隔设有若干第一定位孔，所述套筒的一端设有一个第一销孔，所述弧形定位装置安装在所述混凝土地基上，所述弧形定位装置上设有至少一排按圆弧形间隔排列的若干个第二定位孔，该圆弧形的圆心位于所述旋转基座的旋转中心轴线上，所述台架的另一端设有第二销孔，所述第一定位孔和同一圆弧上间隔排列的所有第二定位孔以及所述台架能够稳定处于的若干个位置一一对应，所述台架处于其中一个位置时，所述套筒通过第一定位销同时与所述第一销孔和一个第一定位孔插接实现与所述连杆固定，所述台架的另一端通过第二定位销同时与所述第二销孔和一个第二定位孔插接实现与所述弧形定位装置固定，所述测试平台平铺固定在所述台架上，所述安全绞车位于当所述旋转台处于相对水平面倾斜状态时所述测试平台的较高的一端。

10.如权利要求9所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述旋转台还设有第一油缸和第二油缸，第一油缸的缸筒相对所述套筒固定，所述第一油缸的伸缩方向与所述第一销孔同轴，所述第一定位销同轴固定在所述第一油缸的活塞杆的外伸端的端部，第二油缸的缸筒相对所述弧形定位装置固定，所述第二油缸的伸缩方向与所述第二销孔同轴，所述第二定位销同轴固定在所述第二油缸的活塞杆的外伸端的端部。

11.如权利要求10所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述弧形定位装置包括左右对称的一对立板，每块所述立板上均设有一排按圆弧形间隔排列的所述第二定位孔，所述台架的另一端位于一对立板之间，所述台架的另一端的左右两侧各自设有一个所述第二销孔，分别与左右两立板上的第二定位孔相对应，所述第二油缸采用双出杆油缸，每个活塞杆的外伸端的端部均同轴固定有一个所述第二定位销，并分别与两个所述第二销孔相对应。

12.如权利要求11所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：所述第一油缸和第二油缸内均安装有位移传感器，所述第一定位销和第二定位销内设有孔，孔内各自安装有高精度摄像机，所述台架上配置有旋转编码器，所述位移传感器、高精度摄像机和旋转编码器的信号输出端均接入同一微处理器，所述微处理的多个指令信号输出端各自连接一个电磁比例阀的信号输入端，一部分电磁比例阀控制所述千斤顶的伸缩，另一部分电磁比例阀控制所述第一油缸和第二油缸的伸缩。

13.如权利要求12所述的采煤机倾斜条件下安全运行性能实验装置，其特征在于：与所述第一定位孔和同一圆弧上间隔排列的所有第二定位孔一一对应的所述台架能够稳定处于的若干个位置相对于水平面所夹角度在0-65度范围内。

Images