專利名稱：采煤機(jī)及其采高系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采煤設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采高系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種包 括上述采高系統(tǒng)的采煤機(jī)。
背景技術(shù)：
我國是世界主要的產(chǎn)煤國家，煤礦總數(shù)超過全世界其他所有國家煤礦數(shù)目之和， 目前，綜合機(jī)械化采煤成為對煤層進(jìn)行開采的主要方法。綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作面全部生產(chǎn)過程，包括破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、采空 區(qū)處理及回采巷道運(yùn)輸、掘進(jìn)等全部機(jī)械化。綜采工作面成套設(shè)備主要包括采煤機(jī)、刮板 輸送機(jī)與液壓支架。采煤機(jī)是綜合機(jī)械化采煤的破煤設(shè)備，它是集機(jī)械、電氣和液壓為一體 的大型復(fù)雜系統(tǒng)；刮板輸送機(jī)是指用刮板鏈牽引，在槽內(nèi)運(yùn)送煤炭等散料的輸送機(jī)械；液 壓支架是綜合機(jī)械化采煤的支護(hù)設(shè)備，用于支護(hù)采場頂板，維護(hù)采煤機(jī)以及刮板輸送機(jī)等 設(shè)備的作業(yè)空間，并隨同工作面采運(yùn)設(shè)備向前移動。在工作過程中，采煤機(jī)的滾筒不斷旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)破煤，為了方便刮板輸送機(jī)的設(shè)置以 及綜采工作面成套設(shè)備的移動，同時(shí)，方便液壓支架等支護(hù)設(shè)備的支護(hù)，保證其支護(hù)效果， 需要保證采煤巷道的平直性，以及整個(gè)巷道頂部和底部的平整，為此，需要控制采煤機(jī)的截 割滾筒的高度?，F(xiàn)有技術(shù)中，對采煤機(jī)的截割滾筒的高度的確定一般是依靠操作人員的肉眼觀察 來實(shí)現(xiàn)的，但是由于采煤機(jī)的工作環(huán)境非常惡劣，在破煤和落煤的時(shí)候會產(chǎn)生很大的灰塵， 對操作人員的視線會產(chǎn)生很大的影響，從而很難保證巷道的平直性，及其頂部和底部的平 整性，因此，很多情況下，操作人員需要離開駕駛室或者將身體探出駕駛室進(jìn)行觀察，這對 嚴(yán)重威脅著操作人員的人身安全，存在著較大的安全隱患。為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中在采煤機(jī)上設(shè)置了一種采高系統(tǒng)。采高系統(tǒng)包括 齒條、傳動裝置、指示裝置，其中，齒條沿豎直方向固定于采煤機(jī)的截割臂，傳動裝置包括與 齒條嚙合的齒輪和與齒輪的轉(zhuǎn)軸連接的軟軸(具體可以為橡膠軸等能夠較容易發(fā)生變形 的轉(zhuǎn)軸)，軟軸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)速的降低(通過材料的選擇實(shí)現(xiàn)所需要的轉(zhuǎn)速)，軟軸的 另一端與指示裝置的指針連接，并帶動指針的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動指針擺動，指針從而指到 指示裝置的刻度盤上的不同位置，指示裝置安裝于駕駛室中，這樣，操作人員就可以根據(jù)指 針的指示得知截割滾筒的高度。工作過程中，齒條隨著采煤機(jī)的截割臂的運(yùn)動而運(yùn)動，使與其嚙合的齒輪旋轉(zhuǎn)，并 通過軟軸帶動指針的中心軸轉(zhuǎn)動，指針擺動，向操作人員顯示截割滾筒的高度。可以看出，上述采高系統(tǒng)的設(shè)置使操作人員無需離開駕駛室或者將身體探出駕駛 室，就能夠方便地得知截割滾筒的高度，然而，由于采高系統(tǒng)的設(shè)置需要對采煤機(jī)進(jìn)行改 造，增加了整機(jī)的復(fù)雜程度，通用性較差，同時(shí)，受傳動裝置的影響，準(zhǔn)確性也較差，仍然存 在較大的誤差。因此，如何在保證操作人員安全的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確、方便地得到截割滾筒的高度，并
3減少對采煤機(jī)結(jié)構(gòu)的改造，降低成本就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采高系統(tǒng)，該采高系統(tǒng)保證了操作人員在駕駛室內(nèi)就能 準(zhǔn)確地得知截割滾筒的高度，保證了操作人員的安全性，同時(shí)對采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)的改造較少， 提高了通用性，降低了成本。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述采高系統(tǒng)的采煤機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種采高系統(tǒng)，用于采煤機(jī)，包括檢測裝置、控 制裝置和顯示器，所述檢測裝置檢測所述采煤機(jī)的截割臂的位姿，得到位姿信號；所述控制裝置接收所述位姿信號，并根據(jù)預(yù)定策略得出所述采煤機(jī)的截割滾筒的
高度信號；所述顯示器，安裝于所述采煤機(jī)的駕駛室，用于接收所述高度信號，并顯示所述截 割滾筒的高度值。優(yōu)選地，還包括隔離柵，所述隔離柵連接所述檢測裝置和所述控制裝置。優(yōu)選地，所述隔離柵包括光電耦合器和連接電路，所述光電耦合器通過所述連接 電路連接所述檢測裝置和所述控制裝置。優(yōu)選地，所述控制裝置包括CAN總線隔離模塊。優(yōu)選地，所述檢測裝置為雙軸傾角傳感器。優(yōu)選地，所述檢測裝置安裝于所述截割臂的后端部。優(yōu)選地，所述控制裝置安裝于本安兼隔爆型電氣控制箱內(nèi)。優(yōu)選地，所述顯示器安裝于本安操作箱內(nèi)，所述本安操作箱安裝于所述駕駛室的 操作臺內(nèi)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種采煤機(jī)，包括截割滾筒和用于檢測所述 截割滾筒的高度的采高系統(tǒng)，所述采高系統(tǒng)為上述任一項(xiàng)所述的采高系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的用于采煤機(jī)的采高系統(tǒng)，包括檢測裝置、控制裝置和顯示器，檢測 裝置檢測采煤機(jī)的截割臂的位姿，得到位姿信號；控制裝置接收位姿信號，并根據(jù)預(yù)定策略 得出采煤機(jī)的截割滾筒的高度信號；顯示器，安裝于采煤機(jī)的駕駛室，用于接收高度信號， 并顯示截割滾筒的高度值。工作過程中，檢測裝置時(shí)刻檢測采煤機(jī)的截割臂相對于水平面 的位姿，包括截割臂相對于水平面的高度和與水平面之間的夾角，得到位姿信號(高度信 號和夾角信號)，并將位姿信號傳輸至控制裝置，控制裝置接收到位姿信號后，根據(jù)預(yù)定的 控制策略進(jìn)行運(yùn)算，得到截割滾筒的高度信號，并將上述高度信號傳輸至顯示器，顯示器接 收到高度信號后，將截割滾筒的高度值顯示出來，操作人員在駕駛室內(nèi)就可以清楚地得知 截割滾筒的高度值。可以看出，本發(fā)明所提供的采高系統(tǒng)通過檢測裝置檢測截割臂的位姿， 經(jīng)過控制裝置的信號轉(zhuǎn)換后，通過顯示器告知操作人員，實(shí)現(xiàn)了操作人員在駕駛室內(nèi)就能 準(zhǔn)確地得知截割滾筒的高度，保證了操作人員的安全性，電氣方式的檢測，進(jìn)一步提高了采 煤機(jī)的智能性，另一方面，本發(fā)明所提供的采高系統(tǒng)對采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)的改造較少，具有較高 的通用性，降低改造成本。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的用于采煤機(jī)的采高系統(tǒng)還包括隔離柵， 隔離柵連接檢測裝置和控制裝置，即隔離柵連接于檢測裝置和控制裝置之間。由于檢測裝置為本質(zhì)安全型的裝置，而控制裝置為非本質(zhì)安全型的裝置，為了安全，需要對在二者之間 傳遞的信號進(jìn)行隔離，隔離柵就是為此而設(shè)置的，隔離柵的設(shè)置大大提高了采高系統(tǒng)的防 爆性，保證了采煤機(jī)在巷道施工的安全性。本發(fā)明所提供的采煤機(jī)的有益效果與采高系統(tǒng)的有益效果類似，在此不再贅述。


圖1為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
所提供的采高系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式
所提供的攪拌車狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種采高系統(tǒng)，該采高系統(tǒng)保證了操作人員在駕駛室內(nèi)就能 準(zhǔn)確地得知截割滾筒的高度，保證了操作人員的安全性，同時(shí)對采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)的改造較少， 提高了通用性，降低了成本。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述采高系統(tǒng)的采煤機(jī)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
所提供的攪拌車狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本發(fā)明所提供的用于采煤機(jī)的采高系統(tǒng)，包括檢測裝置1、控制裝置2 和顯示器3，其中，檢測裝置1用于檢測采煤機(jī)的截割臂的位姿，得到位姿信號；控制裝置2 接收上述位姿信號，并根據(jù)預(yù)定策略得出采煤機(jī)的截割滾筒的高度信號；顯示器3，安裝于 采煤機(jī)的駕駛室，用于接收高度信號，并顯示截割滾筒的高度值。工作過程中，首先使采煤機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，檢測裝置1便進(jìn)入工作狀態(tài)，從而時(shí)刻 檢測采煤機(jī)的截割臂相對于水平面的位姿，包括截割臂相對于履帶裝置的下底面的高度和 與水平面之間的夾角，得到位姿信號(高度信號和夾角信號)，并將位姿信號傳輸至控制裝 置2，控制裝置2接收到位姿信號后，根據(jù)預(yù)定的控制策略進(jìn)行運(yùn)算，得到截割滾筒的高度 信號，并將上述高度信號傳輸至顯示器3，顯示器3接收到高度信號后，將截割滾筒的高度 值顯示出來，操作人員在駕駛室內(nèi)就可以清楚地得知截割滾筒的高度值。具體地，上述位姿具體為位置和姿態(tài)，也就是檢測裝置1檢測截割臂的高度和傾 斜狀態(tài)，位姿信號相應(yīng)地也包括高度信號和傾角信號，從而可以確定截割臂所處的位置和 狀態(tài)；另一方面，由于截割滾筒安裝于截割臂的端部，顯示器3最終向操作人員顯示截割滾 筒的高度，因此，為方便計(jì)算，檢測裝置1具體可以檢測截割臂與截割滾筒的連接軸的中心 相對于履帶底面的高度信號，并檢測截割臂的中心線與水平面之間的夾角信號，從而可以 根據(jù)上述檢測信號得出截割滾筒的中心位姿，進(jìn)而可以根據(jù)截割滾筒的固有尺寸得出截割 滾筒的上沿高度值、下沿高度值等值，并最終通過顯示器3顯示，方便操作人員的控制。當(dāng)然，檢測裝置1并不限于檢測連接軸的中心的高度，通過檢測截割臂的其他位 置的高度，以及進(jìn)一步的運(yùn)算得出截割滾筒的上沿高度值、下沿高度值等值也是可以的。可以看出，本發(fā)明所提供的采高系統(tǒng)通過檢測裝置1檢測截割臂的位姿，經(jīng)過控 制裝置2的信號轉(zhuǎn)換后，通過顯示器3告知操作人員，實(shí)現(xiàn)了操作人員在駕駛室內(nèi)就能準(zhǔn)確 地得知截割滾筒的高度，保證了操作人員的安全性，電氣方式的檢測，進(jìn)一步提高了采煤機(jī)
5的智能性，另一方面，本發(fā)明所提供的采高系統(tǒng)對采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)的改造較少，具有較高的通 用性，降低了改造成本。具體地，由于雙軸傾角傳感器同時(shí)具有角度傳感器檢測角度的功能和高度傳感器 檢測高度的功能，因此，在一種具體實(shí)施方式
中，上述檢測裝置1可以為雙軸傾角傳感器。為了在保證檢測裝置1的檢測功能的基礎(chǔ)上，方便檢測裝置1的安裝，具體可以將 檢測裝置1安裝于截割臂的后端部，從而保證了安裝的可靠性，并且距離截割滾筒較遠(yuǎn)，從 而可以防止切割下來的煤塊損傷檢測裝置1，延長檢測裝置1的使用壽命。請參考圖2，圖2為本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式
所提供的攪拌車狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，在另一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明所提供的用于采煤機(jī)的采高系統(tǒng) 還可以包括隔離柵4，隔離柵4連接檢測裝置1和控制裝置2，即隔離柵4連接于檢測裝置 1和控制裝置2之間。采煤機(jī)等采煤設(shè)備均工作于巷道內(nèi)，受工作性質(zhì)的影響，巷道內(nèi)會彌漫著很多的 煤粉等灰塵，一旦出現(xiàn)火花，并將煤粉點(diǎn)燃的話，很容易造成爆炸現(xiàn)象的發(fā)生，因此，位于巷 道內(nèi)的采煤設(shè)備均需要經(jīng)過防爆認(rèn)證才能夠使用；具體地防爆方式有兩種一種是在裝置 的外側(cè)包裝具有防爆功能的外殼，另一種則是采用具有本質(zhì)安全的裝置，本質(zhì)安全(簡稱 本安)是指本身所產(chǎn)生的火花不足以點(diǎn)燃煤炭或者煤粉，不會引起爆炸。實(shí)際使用過程之，檢測裝置1通常為本質(zhì)安全型的裝置，而控制裝置2通常為非本 質(zhì)安全型的裝置，為了保證安全，在二者之間進(jìn)行傳遞的信號需要進(jìn)行隔離處理，隔離柵4 就是為此而設(shè)置的，這樣，隔離柵4的設(shè)置就大大提高了采高系統(tǒng)的防爆性，保證了采煤機(jī) 在巷道施工的安全性。具體地，上述隔離柵4可以包括光電耦合器和連接電路，光電耦合器通過連接電 路連接檢測裝置1和控制裝置2。其中，光電耦合器為外購件，技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，從而不 僅滿足了功能需要，而且降低了使用成本，進(jìn)一步降低了本發(fā)明所提供的采高系統(tǒng)的成本。當(dāng)然，隔離柵4也可以為其他裝置，比如變壓器等，只要能夠?qū)崿F(xiàn)功能要求都是 可以的。進(jìn)一步地，由于顯示器3也是本質(zhì)安全型的裝置，基于相同的原因，在控制裝置2 和顯示器3之間也需要設(shè)置具有信號隔離功能的裝置，為了方便，可以直接在控制裝置內(nèi) 設(shè)置CAN總線隔離模塊，從而不僅實(shí)現(xiàn)了隔離功能，而且還提高了隔離的針對性。另一方面，根據(jù)所選用的控制裝置2和顯示器3的類型，在二者之間還可以設(shè)置信 號轉(zhuǎn)換板，以方便信號的順利傳遞。為了進(jìn)一步保證安全型，可以將控制裝置2安裝于本安兼隔爆型的電氣控制箱 內(nèi)。相應(yīng)地，可以將顯示器3安裝于本安操作箱內(nèi)，為方便操作人員的觀看，將裝有顯 示器3的本安操作箱安裝于采煤機(jī)的駕駛室的操作臺內(nèi)。此外，本發(fā)明還提供一種采煤機(jī)，包括截割滾筒和用于檢測截割滾筒的高度的采 高系統(tǒng)，采高系統(tǒng)為以上所述的采高系統(tǒng)，該采煤機(jī)其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本 文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的采煤機(jī)及其采高系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明 的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原 理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要 求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種采高系統(tǒng)，用于采煤機(jī)，其特征在于，包括檢測裝置(1)、控制裝置(2)和顯示器(3)，所述檢測裝置(1)檢測所述采煤機(jī)的截割臂的位姿，得到位姿信號；所述控制裝置(2)接收所述位姿信號，并根據(jù)預(yù)定策略得出所述采煤機(jī)的截割滾筒的高度信號；所述顯示器(3)，安裝于所述采煤機(jī)的駕駛室，用于接收所述高度信號，并顯示所述截割滾筒的高度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，還包括隔離柵(4)，所述隔離柵(4) 連接所述檢測裝置(1)和所述控制裝置(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離柵(4)包括光電耦合器和連 接電路，所述光電耦合器通過所述連接電路連接所述檢測裝置(1)和所述控制裝置(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(2)包括CAN總線隔離 模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置(1)為雙軸 傾角傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置(1)安裝于 所述截割臂的后端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(2)安裝于 本安兼隔爆型電氣控制箱內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的采高系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器(3)安裝于本 安操作箱內(nèi)，所述本安操作箱安裝于所述駕駛室的操作臺。
9.一種采煤機(jī)，包括截割滾筒和用于檢測所述截割滾筒的高度的采高系統(tǒng)，其特征在 于，所述采高系統(tǒng)為權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的采高系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采高系統(tǒng)，用于采煤機(jī)，包括檢測裝置(1)、控制裝置(2)和顯示器(3)，所述檢測裝置(1)檢測所述采煤機(jī)的截割臂的位姿，得到位姿信號；所述控制裝置(2)接收所述位姿信號，并根據(jù)預(yù)定策略得出所述采煤機(jī)的截割滾筒的高度信號；所述顯示器(3)，安裝于所述采煤機(jī)的駕駛室，用于接收所述高度信號，并顯示所述截割滾筒的高度值。本發(fā)明所提供的采高系統(tǒng)保證了操作人員在駕駛室內(nèi)就能準(zhǔn)確地得知截割滾筒的高度，保證了操作人員的安全性，同時(shí)對采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)的改造較少，提高了通用性，降低了成本。本發(fā)明還公開了一種包括上述采高系統(tǒng)的采煤機(jī)。
文檔編號E21C35/08GK101975061SQ201010503319
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者付曉, 劉德林, 吉祥子, 楊巧明, 王志剛, 王艷杰 申請人:三一重型裝備有限公司