專利名稱：綜采面刮板輸送機機身自動調直裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種刮板機機身直線度的控制裝置及方法，特別是一種綜采面刮板輸送機機身自動調直裝置及其控制方法。
背景技術：
工作面刮板輸送機是關鍵的綜采設備之一，在煤炭生產中起著非常重要的作用， 主要體現在以下幾點第一，它將采煤機截割的碎煤及時運離綜采面；第二，作為液壓支架移架時的支點保證移架動作的進行；第三，作為采煤機的運行軌道保證采煤機在綜采面正常牽引。刮板機的直線度是其發(fā)揮作用的重要保證，若刮板機的機身直線度無法得到保證， 一方面會加快刮板鏈的磨損，縮短刮板鏈的使用壽命，若出現斷鏈情況，導致綜采面刮板機無法運行，進而影響其他綜采設備的運行和綜采面的正常生產；另一方面會影響液壓支架對綜采面頂板的有效管理及通風狀況。刮板機機身調直是實現綜采面“三機”(采煤機、液壓支架、刮板輸送機)協同工作的關鍵技術之一。目前，國內刮板機的機身調直多采用人工觀測為依據的手動調整，其精度無法得到保障；或者通過支架推移千斤頂的實際位移與理論給定值的比較誤差控制伺服閥來調節(jié)支架推移千斤頂的位移，其控制對象僅針對于刮板機的一節(jié)中部槽，對刮板機機身整體的直線度無法進行全面的調節(jié)。在人工調節(jié)刮板機的機身直線度的方式中，由于井下工況復雜以及工人經驗的差異，這種方式不可靠。煤礦工人在通過液壓支架操縱閥對刮板機中部槽的位置進行調整時， 支架推移千斤頂的位移量完全取決于工人打開操縱閥的時間，時間的長短由工人根據綜采面的工況及工作經驗來決定。在根據支架推移千斤頂的實際位移與理論給定值的比較誤差進行刮板機機身調直的控制方式中，位移傳感器測量支架推移千斤頂的實際位移，支架控制器根據推移千斤頂的實際位移與理論給定位移的比較誤差實現對刮板機中部槽位置的調節(jié)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種綜采面刮板輸送機機身自動調直裝置及其控制方法， 解決采用人工觀測為依據的手動調整，其精度無法得到保障、及采用推移千斤頂不能對刮板機機身整體的直線度進行全面調節(jié)的問題。本發(fā)明的目的是這樣實現的機身自動調直裝置包括支架移位器、網絡變換器、干線連接器、刮板機機身調直控制器和刮板機中部槽，網絡變換器通過干線連接器與刮板機機身調直控制器連接，并通過干線連接器進行通信，在每一節(jié)刮板機中部槽上均連接有支架移位器的一端，每一個支架移位器的另一端均與網絡變換器連接。所述的支架移位器包括支架推移千斤頂、超聲波傳感器、支架控制器和電磁換向閥，支架推移千斤頂的一端與刮板機中部槽相連，支架推移千斤頂的另一端通過超聲波傳感器與支架控制器連接，支架控制器與電磁換向閥的控制端連接，電磁換向閥的油路端與支架推移千斤頂的油缸連接，支架控制器的控制輸入端與網絡變換器連接。

刮板機機身自動調直控制方法
1、對支架推移千斤頂位移進行檢測刮板機自動調直裝置通過超聲波傳感器實時檢測支架推移千斤頂的位移，并把數據傳輸到支架控制器中進行處理；
2、對綜采面所有支架控制器中推移千斤頂位移數據進行匯集對綜采面所有支架控制器進行編號，每一個支架控制器都有其相對獨立的編號，該裝置通過網絡變換器將綜采面所有支架推移千斤頂位移值匯集，匯集在網絡變換器中的支架推移千斤頂的位移量按照一定順序存儲，并把匯集的所有支架推移千斤頂位移值傳送到刮板機自動調直控制器中；
3、計算目標支架號及其推移千斤頂位移的給定值將檢測到的支架推移千斤頂位移量進行擬合，獲取實時的刮板機機身的直線度，并與理論的刮板機機身直線度進行比較，由該比較誤差控制支架控制器的輸出；
4、控制支架推移千斤頂位移所有目標支架控制器的輸出量控制相對應的電磁換向閥的通路，實現對推移千斤頂位移的調節(jié)，最終實現對刮板機機身直線度的自動調節(jié)；電磁換向閥安裝在綜采面的液壓系統(tǒng)中，通過總泵站獲取乳化液的流量實現對支架推移千斤頂 (1)位移的調整。有益效果，由于采用了上述方案，本發(fā)明中的機身自動調直裝置，由支架推移千斤頂(1)、超聲波傳感器(2)、電磁換向閥(4)、支架控制器(3)、干線連接器(6)、網絡變換器 (5 )和刮板機調直控制器(7 )構成。支架推移千斤頂(1)與刮板機中部槽(8 )相連，通過控制支架推移千斤頂(1)活塞桿的位移即可調節(jié)刮板機中部槽(8)的位置。網絡變換器(5)作為工作面支架控制器數據(3)的匯聚層，匯集工作面超聲波傳感器(2)數據、動作時數據、 工作狀態(tài)等數據。超聲波傳感器(2)安裝在推移千斤頂(1)端蓋的外部，實時獲取推移千斤頂(1)的位移，并將其傳送到支架控制器(3 )。支架控制器(3 )為自動調直裝置的關鍵環(huán)節(jié)，一方面它處理超聲波傳感器(2)的數據并把數據傳送到網絡變換器(5)，另一方面它接受刮板機自動調直控制器(7)的命令，控制電磁換向閥(4)的閥位，實現對刮板機機身直線度的自動調整。所有的支架控制器(3-0，3-1，..., 3-n)與網絡變換器(5)通過干線連接器 (6)互聯成網絡，每個支架控制器(3-0，3-1，..., 3-n)都有自己獨立的地址編號，地址編號的順序是連續(xù)的。干線連接器(6)有4根芯線，其中3根是貫通的公共線，1號和4號是電源線，2號芯線是所有控制器間的通信總線，3號芯線是鄰架間的通信線。刮板機自動調直控制器通過干線連接器(6)與工作面端頭的網絡變換器(5)聯通，進而與綜采面所有的支架控制器(3-0，3-1，..., 3-n)進行通訊，獲取綜采面所有支架推移千斤頂(1)的位移量，并使用最小二乘法進行擬合，獲取實時的刮板機機身的直線度，并與理論刮板機機身直線度進行比較，獲取支架推移千斤頂的位移偏差點及偏差量，進而通過網絡變換器(5)將控制信號發(fā)送到響應的支架控制器(3)，控制電磁換向閥(4)的通路，實現對刮板機機身直線度的實時準確調整。選用超聲波傳感器(2)測量支架推移千斤頂的位移，可將其直接安裝在推移千斤頂(1)端蓋的外部，安裝及更換方便。超聲波傳感器(2)具有較高的測試精度，完全可以用于液壓支架推移前進中的位移監(jiān)測和刮板機的調直控制。解決了采用人工觀測為依據的手動調整，其精度無法得到保障、及采用推移千斤頂不能對刮板機機身整體的直線度進行全面調節(jié)的問題，達到了本發(fā)明的目的。
優(yōu)點一種刮板機機身自動調直裝置適用于調整煤礦井下綜采面前移中刮板機機身的直線度。通過本裝置可以實現綜采工作面基本上保持直線推進，保證刮板機的機身保持平直確保采煤機平穩(wěn)運行，并實現對綜采面頂板、通風的有效管理。


圖1是本發(fā)明的刮板機機身自動調直裝置結構圖。圖2是本發(fā)明的刮板機機身自動調直裝置的控制方法。圖中，1、支架推移千斤頂；2、超聲波傳感器；3、支架控制器；4、電磁換向閥；5、網絡變換器；6、干線連接器；7、刮板機機身調直控制器；8、刮板機中部槽。
具體實施例方式實施例1 在圖1中，機身自動調直裝置包括支架移位器、網絡變換器5、干線連接器6、刮板機機身調直控制器7和刮板機中部槽8，網絡變換器5通過干線連接器6與刮板機機身調直控制器7連接，并通過干線連接器6進行通信，在每一節(jié)刮板機中部槽8上均連接有支架移位器的一端，每一個支架移位器的另一端均與網絡變換器連接。所述的支架移位器包括支架推移千斤頂1、超聲波傳感器2、支架控制器3、電磁換向閥4。支架推移千斤頂1的一端與刮板機中部槽8相連，支架推移千斤頂1的另一端通過超聲波傳感器與支架控制器連接，支架控制器3與電磁換向閥4的控制端連接，電磁換向閥4的油路端與支架推移千斤頂1的油缸連接，支架控制器3的控制輸入端與網絡變換器 5連接。該裝置由監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成，能夠實現刮板機機身的自動調直。該裝置由支架推移千斤頂1、超聲波傳感器2、電磁換向閥4、支架控制器3、干線連接器6、網絡變換器5、刮板機自動調直控制器7和刮板機中部槽8組成。支架推移千斤頂與刮板機中部槽相連，通過控制支架推移千斤頂活塞桿的位移即可調節(jié)刮板機中部槽的位置。超聲波傳感器2安裝在推移千斤頂1端蓋的外部，實時獲取推移千斤頂1的位移，即獲取刮板機中部槽8的位置。支架控制器3為自動調直裝置的關鍵環(huán)節(jié)，一方面它處理超聲波傳感器2的數據并把數據傳送到網絡變換器5，另一方面它接受刮板機自動調直控制器7的命令，控制電磁換向閥4的閥位，對支架推移千斤頂活塞桿的伸出量進行調節(jié)，實現對刮板機機身直線度的自動調整。網絡變換器5是裝置實現通信的核心，它既收集綜采面各支架推移千斤頂1的位移數據，并發(fā)送到刮板機自動調直控制器7，又接收刮板機調直控制器7發(fā)出的控制命令，并發(fā)送到目標支架的控制器3。刮板機調直控制器7實時獲取支架推移千斤頂1的位移數據，通過最小二乘法進行擬合，并與理論值進行比較，確定刮板機調直控制方案。所述的超聲波傳感器2可以實現對支架推移千斤頂1位移的精確測量。超聲波傳感器2既作為發(fā)射傳感器又作為接收傳感器，其發(fā)出的發(fā)射脈沖，通過乳化液到達活塞桿的底部被反射回來，被超聲波傳感器接收，通過計算發(fā)射脈沖和回波脈沖的時間差即可準確推算出推移千斤頂的位移。另外，選擇超聲波傳感器的頻率與乳化液介質達到聲阻抗匹配，即可達到滿意的檢測結果。 支架控制器通過控制電磁換向閥控制推移千斤頂的伸出或收縮動作，液壓支架上都配有支架控制器，一個液壓支架配置一個支架控制器，分別為第一支架控制器3-0、第二支架控制器3-1、第三支架控制器3-2…第N支架控制器3-n。支架控制器一方面采集各超聲波傳感器信息，另一方面接收調直控制器的信息，控制對應推移千斤頂的動作。
本發(fā)明的刮板機機身自動調直裝置的控制方法對支架推移千斤頂位移進行檢測刮板機自動調直裝置通過超聲波傳感器2實時檢測支架推移千斤頂1的位移，并把數據傳輸到支架控制器3中進行處理；對綜采面所有支架控制器中推移千斤頂位移數據進行匯集對綜采面所有支架控制器進行編號，每一個支架控制器都有其相對獨立的編號，該裝置通過網絡變換器5將綜采面所有支架推移千斤頂1位移值匯集，匯集在網絡變換器5中的支架推移千斤頂1的位移量按照一定順序存儲，并把匯集的所有支架推移千斤頂1位移值傳送到刮板機自動調直控制器7中；計算目標支架號及其推移千斤頂位移的給定值將檢測到的支架推移千斤頂1位移量進行擬合，獲取實時的刮板機機身的直線度，并與理論的刮板機機身直線度進行比較， 由該比較誤差控制支架控制器3的輸出；控制支架推移千斤頂位移所有目標支架控制器的輸出量控制相對應的電磁換向閥4的通路，實現對推移千斤頂1位移的調節(jié)，最終實現對刮板機機身直線度的自動調節(jié)； 電磁換向閥4安裝在綜采面的液壓系統(tǒng)中，通過總泵站獲取乳化液的流量實現對支架推移千斤頂1位移的調整。
權利要求
1.一種綜采面刮板輸送機機身自動調直裝置，其特征是機身自動調直裝置包括支架移位器、網絡變換器、干線連接器、刮板機機身調直控制器和刮板機中部槽，網絡變換器通過干線連接器與刮板機機身調直控制器連接，并通過干線連接器進行通信，在每一節(jié)刮板機中部槽上均連接有支架移位器的一端，每一個支架移位器的另一端均與網絡變換器連接。
2.根據權利要求1所述的綜采面刮板輸送機機身自動調直裝置，其特征是所述的支架移位器包括支架推移千斤頂、超聲波傳感器、支架控制器和電磁換向閥，支架推移千斤頂的一端與刮板機中部槽相連，支架推移千斤頂的另一端通過超聲波傳感器與支架控制器連接，支架控制器與電磁換向閥的控制端連接，電磁換向閥的油路端與支架推移千斤頂的油缸連接，支架控制器的控制輸入端與網絡變換器連接。
3.一種綜采面刮板輸送機機身自動調直的控制方法，其特征是刮板機機身自動調直控制方法(1)、對支架推移千斤頂位移進行檢測刮板機自動調直裝置通過超聲波傳感器實時檢測支架推移千斤頂的位移，并把數據傳輸到支架控制器中進行處理；(2)、對綜采面所有支架控制器中推移千斤頂位移數據進行匯集對綜采面所有支架控制器進行編號，每一個支架控制器都有其相對獨立的編號，該裝置通過網絡變換器將綜采面所有支架推移千斤頂位移值匯集，匯集在網絡變換器中的支架推移千斤頂的位移量按照一定順序存儲，并把匯集的所有支架推移千斤頂位移值傳送到刮板機自動調直控制器中；(3)、計算目標支架號及其推移千斤頂位移的給定值將檢測到的支架推移千斤頂位移量進行擬合，獲取實時的刮板機機身的直線度，并與理論的刮板機機身直線度進行比較，由該比較誤差控制支架控制器的輸出；(4)、控制支架推移千斤頂位移所有目標支架控制器的輸出量控制相對應的電磁換向閥的通路，實現對推移千斤頂位移的調節(jié)，最終實現對刮板機機身直線度的自動調節(jié)；電磁換向閥安裝在綜采面的液壓系統(tǒng)中，通過總泵站獲取乳化液的流量實現對支架推移千斤頂 (1)位移的調整。
全文摘要
一種綜采面刮板輸送機機身自動調直裝置及其控制方法，屬于刮板機機身直線度的控制裝置及方法。機身自動調直裝置的網絡變換器通過干線連接器與刮板機機身調直控制器連接，并通過干線連接器進行通信，在每一節(jié)刮板機中部槽上均連接有支架移位器的一端，每一個支架移位器的另一端均與網絡變換器連接。刮板機調直控制器通過監(jiān)測數據與理論數據的對比分析確定控制方案并發(fā)出控制信號；控制系統(tǒng)通過網絡變換器發(fā)送控制信號至目標支架控制器，改變電磁換向閥的通路，實現對刮板機機身直線度的調整。優(yōu)點適用于調整煤礦井下綜采面前移中刮板機機身的直線度，保持直線推進，保證刮板機的機身保持平直確保采煤機平穩(wěn)運行，并實現對綜采面頂板、通風的有效管理。
文檔編號E21D23/12GK102155222SQ20111005320
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權日2011年3月7日
發(fā)明者周廣新, 張麗平, 李威, 楊雪鋒, 王禹橋 申請人:中國礦業(yè)大學