專利名稱：一種刮板運輸機機身調直裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種刮板機機身調直裝置和方法，尤其涉及ー種根據(jù)采煤機的實時三維位置和姿態(tài)信息進行刮板運輸機調直的裝置和方法。
背景技術：
綜采工作面刮板運輸機是現(xiàn)代化采煤エ藝中不可缺少的關鍵設備之一。不僅承擔著運送煤和物料的任務，還是采煤機的運行軌道，刮板運輸機正常運轉，生產(chǎn)就能正常進行，否則，整個工作面就要停產(chǎn)。其中，刮板運輸機的平直度起著重要的作用，過于彎曲的話，一方面，會造成刮板 機刮板磨損，另一方面會造成其功率負荷増大，嚴重時造成刮板鏈斷鏈或過載停運。對于薄煤層工作面，刮板運輸機自動調直成為制約工作面無人化的關鍵技木。目前，國內(nèi)煤礦井下都是采用人工的方法來進行刮板機的調直，靠人眼度量，或者用繃緊的繩子度量。由于工人工作經(jīng)驗差異，及井下環(huán)境復雜，這種方式并不可靠，同時也不能滿足煤礦，特別是薄煤層工作面，自動化、無人化、安全高效的發(fā)展趨勢。
發(fā)明內(nèi)容由于刮板運輸機給采煤機提供運行的軌道，則采煤機的姿態(tài)信息能夠表征刮板運輸機的姿態(tài)信息，因此可以通過采集采煤機的姿態(tài)信息來得到刮板運輸機的姿態(tài)信息，并進ー步對刮板運輸機的姿態(tài)信息進行調整。本發(fā)明的目的是，針對薄煤層工作面自動化、無人化的要求，提出了一種自動實現(xiàn)刮板運輸機調直的裝置和方法。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是—種刮板運輸機機身調直裝置，包括慣性傳感器、里程計、處理単元、數(shù)據(jù)傳輸模塊和防爆外売；所述慣性傳感器、處理單元和數(shù)據(jù)傳輸模塊安裝于所述防爆外殼內(nèi)，所述防爆外殼安裝于采煤機機身上；所述的慣性傳感器包括三軸加速度計、三軸陀螺儀及穩(wěn)定平臺，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀固定設置在所述穩(wěn)定平臺上，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀監(jiān)測采煤機運行的加速度和角速度；所述的里程計安裝于采煤機機身，其用于監(jiān)測采煤機的行進距離；所述的處理單元采集所述慣性傳感器和里程計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過計算得到采煤機的三維位置和姿態(tài)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊將所述采煤機的三維位置和姿態(tài)信息傳輸至支架電液控制系統(tǒng)，由支架電液控制系統(tǒng)驅動推移千斤頂進行刮板機調直。所述調直裝置還包括用于對慣性傳感器進行溫度補償?shù)臏囟葌鞲衅鳌Ｋ鎏幚韱卧獮椹`種處理系統(tǒng)，至少包括ARM、DSP、FPGA中的ー種。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊可以進行有線傳輸和無線傳輸。 所述里程計為光電編碼器或機械式里程測量裝置。所述的處理單元通過組合導航算法計算得到采煤機的三維位置和姿態(tài)。本實用新型的優(yōu)點在于可通過簡單的設定自動調整煤礦井下綜采工作面刮板機直線度，保證刮板機平穩(wěn)運行，裝置結構簡単，安裝方便，便于對現(xiàn)有的刮板機進行升級改造。

附圖I為本實用新型所述刮板機調直裝置的系統(tǒng)原理圖。
具體實施方式
參見附圖1，一種刮板運輸機機身調直裝置，包括慣性傳感器、里程計、處理単元、數(shù)據(jù)傳輸模塊和防爆外殼；慣性傳感器、處理單元和數(shù)據(jù)傳輸模塊安裝于防爆外殼內(nèi)，防爆外殼固定安裝在采煤機機身上；慣性傳感器包括三軸加速度計、三軸陀螺儀和穩(wěn)定平臺，三軸加速度計和三軸陀螺儀固定設置在穩(wěn)定平臺上，慣性傳感器中三軸加速度計測量采煤機沿載體(刮板運輸機)坐標系三個方向的加速度信號數(shù)據(jù)，三軸陀螺儀測量采煤機沿載體(刮板運輸機)坐標系三個方向的角速度信號，里程計安裝于采煤機機身上，其用于監(jiān)測采煤機的行進距離，行進距離的測量起點可以選擇刮板運輸機的機頭或機尾，也可以選擇刮板運輸機上其它的任意位置，里程計可以采用通常的光電編碼器，優(yōu)選采用機械結構的 里程測量裝置，以避免井下工作面粉塵、瓦斯對里程測量產(chǎn)生的影響；慣性傳感器和里程計處理通過有線或無線的方式電氣連接處理單元，處理單元為ー個處理系統(tǒng)，包括軟件和硬件其處理器可以使用ARM、DSP、FPGA等芯片，處理単元采集慣性傳感器和里程計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過計算得到采煤機的三維位置和姿態(tài)，由于采煤機在刮板運輸機上運行，其位置和姿態(tài)也就是刮板運輸機上其所在點的位置和姿態(tài)，處理単元可以根據(jù)采煤機的三維位置和姿態(tài)，并結合里程計采煤機的行走里程，進ー步通過計算得到整個刮板運輸機的三維位置和姿態(tài)；處理單兀電氣連接數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊包括Zigbee或其它中短程無線傳輸系統(tǒng)，通過無線方式連接支架電液控制系統(tǒng)，將所述采煤機和刮板運輸機的三維位置和姿態(tài)信息傳輸至支架電液控制系統(tǒng)，由支架電液控制系統(tǒng)驅動支架上的推移千斤頂進行刮板機調直，數(shù)據(jù)傳輸模塊有線傳輸系統(tǒng)，即其同時通過線纜連接支架電液控制系統(tǒng)，當無線方式由于內(nèi)部或外部原因無法正常通訊、或井下工作面環(huán)境不適于使用無線傳輸時，裝置可以啟動有線傳輸系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸，保證系統(tǒng)的正常運行，為整個數(shù)據(jù)傳輸提供硬件上的冗余。由于慣性傳感器對溫度比較敏感，當溫度有變化時，其測量結果與實際值可能存在比較大的偏差，考慮到井下工作面環(huán)境比較惡劣，溫度條件很難保證，可以在調直裝置中設置溫度傳感器，溫度傳感器電氣連接在處理單元上，處理單元根據(jù)溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)對慣性傳感器的測量結果進行溫度補償。以上所述，僅為本實用新型專利較佳的具體實施方式
，但本實用新型專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型專利揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型專利的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種刮板運輸機機身調直裝置，其特征在于包括慣性傳感器、里程計、處理単元、數(shù)據(jù)傳輸模塊和防爆外殼； 所述慣性傳感器、處理單元和數(shù)據(jù)傳輸模塊安裝于所述防爆外殼內(nèi)，所述防爆外殼安裝于采煤機機身上； 所述的慣性傳感器包括三軸加速度計、三軸陀螺儀及穩(wěn)定平臺，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀固定設置在所述穩(wěn)定平臺上，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀監(jiān)測采煤機運行的加速度和角速度； 所述的里程計安裝于采煤機機身，其用于監(jiān)測采煤機的行進距離； 所述的處理單元采集所述慣性傳感器和里程計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過計算得到采煤機的三維位置和姿態(tài)； 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊將所述采煤機的三維位置和姿態(tài)信息傳輸至支架電液控制系統(tǒng)，由支架電液控制系統(tǒng)驅動推移千斤頂進行刮板機調直。
2.如權利要求I所述的刮板運輸機機身調直裝置，其特征在于所述調直裝置還包括用于對慣性傳感器進行溫度補償?shù)臏囟葌鞲衅鳌?br> 3.如權利要求I所述的刮板運輸機機身調直裝置，其特征在于所述處理単元為ー種處理系統(tǒng)，至少包括ARM、DSP、FPGA中的ー種。
4.如權利要求I所述的刮板運輸機機身調直裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)傳輸模塊可以進行有線傳輸和無線傳輸。
5.如權利要求I所述的刮板運輸機機身調直裝置，其特征在于所述里程計為光電編碼器或機械式里程測量裝置。
6.如權利要求I所述的刮板運輸機機身調直裝置，其特征在于所述的處理單元通過組合導航算法計算得到采煤機的三維位置和姿態(tài)。
專利摘要一種刮板運輸機機身調直裝置，包括慣性傳感器、里程計、處理單元、數(shù)據(jù)傳輸模塊和防爆外殼；慣性傳感器、處理單元和數(shù)據(jù)傳輸模塊安裝于防爆外殼內(nèi)，防爆外殼安裝于采煤機機身上；慣性傳感器包括三軸加速度計、三軸陀螺儀及穩(wěn)定平臺，三軸加速度計和三軸陀螺儀固定設置在穩(wěn)定平臺上，三軸加速度計和三軸陀螺儀監(jiān)測采煤機運行的加速度和角速度；里程計安裝于采煤機機身；處理單元采集慣性傳感器和里程計的監(jiān)測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊將采煤機的三維位置和姿態(tài)信息傳輸至支架電液控制系統(tǒng)，由支架電液控制系統(tǒng)驅動推移千斤頂進行刮板機調直。
文檔編號G01C21/12GK202451158SQ201220044189
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權日2012年2月13日
發(fā)明者左海軍, 牛劍鋒, 田成金, 魏冠偉 申請人:北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司