采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置和方法，所述检测装置包括雷达，所述雷达安装在采煤机的摇臂壳体的电机筒外壁上，雷达波束的方向朝向位于牵引方向的前方的液压支架护帮板；所述检测方法是采用所述检测装置实施检测，在采煤机牵引过程中，利用雷达探测的其到液压支架护帮板上首个探测点之间的距离，结合雷达的实际安装位置、摇臂的结构尺寸和截割滚筒的结构尺寸，利用几何关系计算得出截割滚筒与液压支架护帮板的实时间距。本发明专利技术能够在恶劣环境下实时检测采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间的距离，从而有效避免在采煤机割煤过程中采煤机截割滚筒与液压支架护帮板发生碰撞事故，进而提高采煤机割煤过程中的安全性。机割煤过程中的安全性。机割煤过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种距离检测装置和方法，具体是采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距的检测装置和方法。

技术介绍

[0002]煤矿综采工作面设备主要由采煤机、液压支架、刮板运输机组成，采煤机主要负责在煤矿综采工作面开采煤炭，刮板运输机负责将采煤机开采的煤炭运输出工作面，液压支架负责支护顶板，为采煤机和刮板运输机以及相关工作人员提供一个安全的开采环境。
[0003]在煤炭开采过程中，如何保障煤矿综采工作面采煤机在生产过程中的安全性是非常重要的，而采煤机在生产过程中特别要注意防止采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间可能发生的碰撞，所以能够在采煤机生产过程中实时检测采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间的距离，就能在很大程度上降低采煤机截割滚筒与液压支架护帮板发生碰撞的概率。
[0004]在采煤机生产过程中，采煤机截割滚筒周边的环境比较恶劣，环境中充斥的煤块、水雾、粉尘等对各种现有的距离测量技术都造成不小的干扰，导致现有的激光、超声波等测距技术很难准确测量出采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间的距离。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置和方法，能够在恶劣环境下检测采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间的实时距离，有效防止采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间发生碰撞。
[0006]本专利技术的主要技术方案有：
[0007]一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，包括雷达，所述雷达安装在采煤机的摇臂壳体的电机筒外壁上，雷达波束的方向朝向位于所述雷达的采煤机牵引方向的前方的液压支架护帮板。
[0008]进一步地，所述雷达波束的中心法线优选与液压支架护帮板的交点的高度与采煤机滚筒的中心等高。
[0009]一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测方法，采用所述采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，随着采煤机在牵引方向上的行走，牵引方向的前方的液压支架护帮板由近及远逐个收起，雷达波束探测点在待开采煤壁壁面和液压支架护帮板之间交替，当雷达波束探测点在液压支架护帮板上时进行间距计算，锁定雷达波束探测到的一个液压支架护帮板上的首个点作为滚筒与该液压支架护帮板间距检测的跟踪目标点，通过如下公式计算采煤机截割滚筒与该液压支架护帮板的实时间距H：
[0010][0011]其中，E点为所述雷达在采煤机摇臂壳体的电机筒外壁上的安装位置点；
[0012]C点为所述跟踪目标点；
[0013]O点为E点在过C点且平行于待开采煤壁壁面的平面上的投影点；
[0014]A点为截割滚筒的中心轴线在过C点且平行于待开采煤壁壁面的平面上的投影点；
[0015]以O点为原点、OE为Y轴、过C点且平行于待开采煤壁壁面的平面为XOZ平面建立OXYZ三维直角坐标系；
[0016]B点为CA延长线与Z轴的交点；
[0017]EC的长度由所述雷达测得；
[0018]OE和OA的长度由雷达的实际安装位置、摇臂的结构尺寸和截割滚筒的结构尺寸确定，相当于已知；
[0019]r为截割滚筒的半径；
[0020]角∠BOA等于采煤机摇臂的抬升角度的余角。
[0021]当雷达波束探测点在待开采煤壁壁面上时不进行间距计算。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术能实时准确检测采煤机截割滚筒与液压支架护帮板之间的距离，从而避免在采煤机割煤过程中采煤机截割滚筒与液压支架护帮板发生碰撞事故，进而提高采煤机割煤过程中的安全性，且本专利技术能很好地适应煤矿恶劣的工作环境。
附图说明
[0024]图1是综采工作面主视图；
[0025]图2是综采工作面轴侧示意图；
[0026]图3是综采工作面俯视图；
[0027]图4是间距检测计算公式原理分析示意图。
[0028]附图标记：1.雷达；2.截割滚筒；3.液压支架护帮板；3
‑
1.跟踪目标点；4.待开采煤壁；5.摇臂。
具体实施方式
[0029]本专利技术公开了一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，如图1
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4所示，包括雷达1，所述雷达安装在采煤机的摇臂5的壳体的电机筒外壁上，所述雷达发射的波束的方向朝向位于所述雷达的采煤机牵引方向的前方的液压支架护帮板3。
[0030]液压支架护帮板在牵引方向上并排设置，随着采煤机在牵引方向上的行走，护帮板将逐个收起，因此滚筒至未收起的护帮板的距离总是由远及近周期变化的。
[0031]进一步地，所述雷达波束的中心法线与液压支架护帮板的交点的高度优选与采煤机滚筒的中心等高，以测得滚筒上到液压支架护帮板最近点与液压支架护帮板之间的实时距离，由此确保滚筒与液压支架护帮板的防撞安全性。
[0032]本专利技术还公开了一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测方法，随着采煤机在牵引方向上的行走，牵引方向的前方的液压支架护帮板由近及远(牵引方向上靠近滚筒为近，远离滚筒为远)逐个收起，以免与滚筒碰撞，雷达波束探测点的位置将在待开采煤壁壁面和液压支架护帮板之间交替。当雷达波束探测点到达液压支架护帮板上时进行间距计算。针对任意一个液压支架护帮板进行一个周期的间距计算，具体过程为：锁定雷达波束探测到的某一个液压支架护帮板上的首个点作为滚筒与该液压支架护帮板间距检测的跟
踪目标点3
‑
1，采用所述的采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，通过如下公式计算采煤机截割滚筒与该液压支架护帮板的实时间距H：
[0033][0034]如图4所示，E点为所述雷达在采煤机摇臂壳体的电机筒外壁上的安装位置点；
[0035]C点为所述跟踪目标点；
[0036]O点为E点在过C点且平行于待开采煤壁4壁面的平面上的投影点；
[0037]A点为截割滚筒的中心轴线在过C点且平行于煤壁面的平面上的投影点。
[0038]以O点为原点、OE为Y轴、过C点且平行于待开采煤壁4壁面的平面为XOZ平面建立OXYZ三维直角坐标系。
[0039]B点为CA延长线与Z轴的交点。
[0040]根据勾股定理，OE2+OC2＝EC2，QB2+BC2＝OC2。
[0041]根据正余弦定理，OB＝OA
·
cos∠BOA，AB＝OA
·
sin∠BOA。
[0042]因此上述公式也可以简化为：H＝BC
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AB
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r＝AC
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r。即截割滚筒与液压支架护帮板的实时间距H是所述跟踪目标点到截割滚筒2外圆的距离。通过实时测量距离H，可以实时判断截割滚筒是否会碰撞相应的护帮板，进而有效防止截割滚筒与相应护帮板碰撞。
[0043]上述计算公式中，EC的长度由所述雷达测得。OE和OA的长度由雷达的实际安装位置、摇臂的结构尺寸和截割滚筒的结构尺寸(包括截割滚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，其特征在于：包括雷达，所述雷达安装在采煤机的摇臂壳体的电机筒外壁上，雷达波束的方向朝向位于所述雷达的采煤机牵引方向的前方的液压支架护帮板。2.如权利要求1所述的采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，其特征在于：所述雷达波束的中心法线与液压支架护帮板的交点的高度与采煤机滚筒的中心等高。3.一种采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测方法，其特征在于：采用权利要求1或2所述的采煤机截割滚筒与液压支架护帮板间距检测装置，随着采煤机在牵引方向上的行走，牵引方向的前方的液压支架护帮板由近及远逐个收起，雷达波束探测点在待开采煤壁壁面和液压支架护帮板之间交替，当雷达波束探测点在液压支架护帮板上时进行间距计算，锁定雷达波束探测到的一个液压支架护帮板上的首个点作为滚筒与该液压支架护帮板间距检...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜志文，徐东东，杨小风，
申请(专利权)人：中煤科工集团上海研究院有限公司常熟分院，
类型：发明
国别省市：