專利名稱：多功能假巖壁試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)械試驗(yàn)裝置，具體為一種多功能假巖壁試驗(yàn) 裝置。
背景技術(shù)：
目前，掘進(jìn)機(jī)是采掘機(jī)械的主要設(shè)備之一，而截割頭及回轉(zhuǎn)主軸又是掘進(jìn)機(jī) 工作時(shí)的主要執(zhí)行部件。在掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)，截割頭用于截割煤壁，是主要的受力 部件。因此，需要使用試驗(yàn)裝置對(duì)截割頭工作時(shí)截齒、截齒座部件的受力狀態(tài)進(jìn) 行監(jiān)測，為截割頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供重要的數(shù)據(jù)。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了得到截割部實(shí)際工作時(shí)各部件的受力情況，本實(shí)用新型提供一種多功能 假巖壁試驗(yàn)裝置，模擬掘進(jìn)工作環(huán)境，并配備實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置。本
實(shí)用新型可測得的數(shù)據(jù)包括截割部處于不同空間角度工作時(shí)的推力、扭矩、振 動(dòng)特征數(shù)據(jù)；不同截齒在同一時(shí)刻的受力狀況；同一截齒在不同空間位置的受力 狀況。
本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是
多功能假巖壁試驗(yàn)裝置，該裝置設(shè)有假巖壁實(shí)時(shí)監(jiān)測和模式識(shí)別系統(tǒng)，假巖 壁為與煤壁或巖石等強(qiáng)度的混凝土塊安裝在鋼結(jié)構(gòu)框架中構(gòu)成，實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系 統(tǒng)設(shè)有工控機(jī)以及與工控機(jī)相連的傳感器。
所述的多功能假巖壁試驗(yàn)裝置，傳感器為壓力傳感器、扭矩傳感器、振動(dòng)傳 感器或電流傳感器，用于測量壓力的壓力傳感器安裝在假巖壁上，用于測量主軸 扭矩的扭矩傳感器安裝在回轉(zhuǎn)主軸上，用于測量主軸振動(dòng)特征數(shù)據(jù)的振動(dòng)傳感器 安裝在假巖壁上，用于測量電機(jī)電流的電流傳感器安裝于截割電機(jī)電樞處。
所述的多功能假巖壁試驗(yàn)裝置，各傳感器釆集的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù) 字信號(hào)傳輸至工控機(jī)，提供給工控機(jī)上的實(shí)時(shí)監(jiān)測軟件顯示和記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理和模式識(shí)別得到相應(yīng)的分析結(jié)果。
本實(shí)用新型的有益效果是
1 、本實(shí)用新型用固定在鋼結(jié)構(gòu)框架上的與巖石等強(qiáng)度的混凝土塊假設(shè)為巖 壁，實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)有數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別軟件、工控機(jī)以及與工控機(jī)相連 的傳感器。當(dāng)截割頭在假巖壁上工作時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲得各種工作狀 態(tài)下截割頭及回轉(zhuǎn)主軸的受力情況，并可以在工控機(jī)上用實(shí)時(shí)監(jiān)測軟件顯示、記 錄和分析，而且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別，得到相應(yīng)的分析結(jié)果。
2、 本實(shí)用新型對(duì)截割頭工作時(shí)各部件的受力狀態(tài)進(jìn)行分析計(jì)算，為截割頭截 齒、截齒座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供重要的數(shù)據(jù)。
3、 本實(shí)用新型傳感器為壓力傳感器、扭矩傳感器、振動(dòng)傳感器和電流傳感器， 壓力傳感器安裝在假巖壁上測量壓力，扭矩傳感器安裝在回轉(zhuǎn)主軸上測量主軸扭 矩，振動(dòng)傳感器安裝在假巖壁上測量主軸的振動(dòng)特征數(shù)據(jù)，電流傳感器用于測量
電機(jī)電流。各傳感器釆集的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸至工控機(jī)，用 于估算扭矩和監(jiān)測電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

圖1為本實(shí)用新型多功能假巖壁試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的原理框圖。 圖3為本實(shí)用新型監(jiān)測軟件的流程框圖。
圖中，l控制系統(tǒng)；2框架；3混凝土塊；4傳感器I; 5傳感器II; 6傳感器 III; 7傳感器W。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型釆用與煤壁或巖石等強(qiáng)度的混凝土塊3安裝在鋼結(jié) 構(gòu)框架2內(nèi)，模擬煤壁實(shí)體(假巖壁)。釆用傳感器(傳感器I4、傳感器I15、傳 感器IIK、傳感器IV7)和控制系統(tǒng)l (工控機(jī))連接組成監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
其中，傳感器I4、傳感器II5是振動(dòng)傳感器，安裝于l^某壁上下面；傳感器 1116、傳感器IV7是壓力傳感器，安裝于假煤壁正面；另外，將扭矩傳感器安裝于 回轉(zhuǎn)主軸，用于測量扭矩輸出；將電機(jī)電流傳感器安裝于截割電機(jī)電樞處，用于 測量截割電機(jī)電流。
如圖2所示，本實(shí)用新型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如下
將傳感器安裝在假巖壁和鋼結(jié)構(gòu)框架中間，預(yù)調(diào)預(yù)緊裝置，用壓力傳感器和 扭矩傳感器分別進(jìn)行壓力測定和扭矩測量，通過振動(dòng)傳感器可進(jìn)行振動(dòng)測定，測
定振動(dòng)頻率和加速度等振動(dòng)特征，通過電流傳感器進(jìn)行電機(jī)電流測量。通過A/D
轉(zhuǎn)換裝置把各個(gè)傳感器釆集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到工控機(jī)的指定接 口，并提供給監(jiān)測軟件隨時(shí)調(diào)用。當(dāng)截割頭在假巖壁上工作時(shí)，通過控制器控制 截割電機(jī)，由監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)釆集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)至分析處理中心監(jiān)控，在工控機(jī)上用 實(shí)時(shí)監(jiān)測軟件進(jìn)行顯示、記錄和分析。
如圖3所示，監(jiān)測軟件是基于VB語言開發(fā)的可視化軟件，可從計(jì)算機(jī)的指 定接口讀取數(shù)據(jù)，并在操作窗口內(nèi)完成數(shù)據(jù)的顯示、記錄、打印、數(shù)據(jù)處理和模 式識(shí)別等功能。所有數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，根據(jù)振動(dòng)監(jiān)測、電流測量、壓力 測量和扭矩測量的數(shù)據(jù)，控制截割頭電機(jī)。監(jiān)測軟件還可以集成3D動(dòng)畫插件， 用以模擬截割頭的截割動(dòng)作。
權(quán)利要求1、多功能假巖壁試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置設(shè)有假巖壁實(shí)時(shí)監(jiān)測和模式識(shí)別系統(tǒng)，假巖壁為與煤壁或巖石等強(qiáng)度的混凝土塊安裝在鋼結(jié)構(gòu)框架中構(gòu)成，實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)有工控機(jī)以及與工控機(jī)相連的傳感器。
2、 按照權(quán)利要求1所述的多功能假巖壁試驗(yàn)裝置，其特征在于傳感器為壓 力傳感器、扭矩傳感器、振動(dòng)傳感器或電流傳感器，用于測量壓力的壓力傳感器 安裝在假巖壁上，用于測量主軸扭矩的扭矩傳感器安裝在回轉(zhuǎn)主軸上，用于測量 主軸振動(dòng)特征數(shù)據(jù)的振動(dòng)傳感器安裝在假巖壁上，用于測量電機(jī)電流的電流傳感 器安裝于截割電機(jī)電樞處。
3、 按照權(quán)利要求2所述的多功能假巖壁試驗(yàn)裝置，其特征在于各傳感器釆 集的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸至工控機(jī)，提供給工控機(jī)上的實(shí)時(shí)監(jiān) 測軟件顯示和記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別得到相應(yīng)的分析結(jié)果。
專利摘要本實(shí)用新型涉及煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)械試驗(yàn)裝置，具體為一種多功能假巖壁試驗(yàn)裝置。該裝置設(shè)有假巖壁和實(shí)時(shí)監(jiān)測模式識(shí)別系統(tǒng)，假巖壁為與煤壁或巖石等強(qiáng)度相當(dāng)?shù)幕炷翂K安裝在鋼結(jié)構(gòu)框架中構(gòu)成，實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)有工控機(jī)以及與工控機(jī)相連的傳感器。本實(shí)用新型用固定在鋼結(jié)構(gòu)框架上的與巖石等強(qiáng)度的混凝土塊假設(shè)為巖壁，當(dāng)截割頭在假巖壁上工作時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲得各種工作狀態(tài)下截割頭及回轉(zhuǎn)主軸的受力情況，并可以在工控機(jī)上用監(jiān)測軟件顯示、記錄和分析處理。本實(shí)用新型可測得的數(shù)據(jù)包括截割部處于不同空間角度工作時(shí)的推力、扭矩、振動(dòng)特征；不同截齒在同一時(shí)刻的受力狀況；同一截齒在不同空間位置的受力狀況。
文檔編號(hào)G01M99/00GK201193987SQ20082001159
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者史寶光, 帆 周, 勇 尹, 張大偉, 梁堅(jiān)毅 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司