[發(fā)明專利]基于振動能量收集的采煤機(jī)無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310466292.3
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103498678A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旭輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

1.一種基于振動能量收集的采煤機(jī)無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：自俘能傳感器單元、無線通信匯集節(jié)點(diǎn)、采煤機(jī)通信模塊、井下通信網(wǎng)絡(luò)；其中所述自俘能傳感器單元包括全方向振動能量收集裝置(3)、振動傳感器(2)及調(diào)理電路、系統(tǒng)電源、能量轉(zhuǎn)換和存儲模塊、信號處理模塊、無線發(fā)射模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；所述無線通信匯集節(jié)點(diǎn)包括無線信號接收模塊、信號處理模塊、信號存儲模塊；

其中自俘能傳感器單元除振動傳感器外，全方向振動能量收集裝置(3)和所有模塊均安裝在一個獨(dú)立的防爆殼體(1)內(nèi)部；殼體底部與采煤機(jī)零件表面相焊接，殼體頂面留有一圓形天線線圈孔；采煤機(jī)通信模塊集成于采煤機(jī)主控制系統(tǒng)中。

2.如權(quán)利要求1所述的基于振動能量收集的采煤機(jī)無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是：無線通信匯集節(jié)點(diǎn)均勻分布在采煤機(jī)綜采面的巷道內(nèi)；自俘能傳感器單元合理分布于采煤機(jī)搖臂、滾筒、行走箱部位。

3.如權(quán)利要求1所述的基于振動能量收集的采煤機(jī)無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是：所述振動傳感器(2)包括速度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器中的一種或幾種。

4.如權(quán)利要求1所述的基于振動能量收集的采煤機(jī)無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征是：在采煤機(jī)搖臂、滾筒、行走箱預(yù)定位置上設(shè)置測點(diǎn)，在各個測點(diǎn)上安裝自俘能傳感器單元，用于監(jiān)測采煤機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)；自俘能傳感器單元將監(jiān)測的采煤機(jī)工況數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)存儲模塊進(jìn)行存儲，并通過無線通信方式發(fā)送到無線通信匯聚節(jié)點(diǎn)；無線通信匯聚節(jié)點(diǎn)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次無線發(fā)送；采煤機(jī)主控系統(tǒng)通信模塊和井下通信系統(tǒng)接收無線匯集節(jié)點(diǎn)二次發(fā)送的數(shù)據(jù)，對采煤機(jī)工況進(jìn)行有效判斷。

5.如權(quán)利要求4所述的基于振動能量收集的采煤機(jī)無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征是：監(jiān)測方法包括以下步驟：

步驟一、在采煤機(jī)搖臂、滾筒、行走箱預(yù)定位置上設(shè)置多個測點(diǎn)，所述測點(diǎn)在采煤機(jī)上述部位合理分布，在各個測點(diǎn)安裝自俘能傳感器單元，用于感測采煤機(jī)工作時的特征信號，同時振動能量轉(zhuǎn)換和存儲模塊利用采煤機(jī)工作時自身產(chǎn)生的振動對振動能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換和存儲，為自俘能傳感器供電；

步驟二、采煤機(jī)工作過程中，自俘能傳感器單元將監(jiān)測的采煤機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)行存儲，并通過無線通信方式發(fā)送到無線通信匯集節(jié)點(diǎn)；

步驟三、無線通信匯集節(jié)點(diǎn)接收自俘能傳感器單元發(fā)送的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到采煤機(jī)通信模塊和井下通信網(wǎng)絡(luò)；

步驟四、采煤機(jī)通信模塊將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度處理，對采煤機(jī)工況進(jìn)行判斷，以做出是否存在安全隱患和故障信息，并將該信息發(fā)送給井下通信網(wǎng)絡(luò)；

步驟五、井下通信網(wǎng)絡(luò)將接收到的自俘能傳感器單元發(fā)送的數(shù)據(jù)以及經(jīng)采煤機(jī)深度處理后的工況判斷信息通過自身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，并對采煤機(jī)工況進(jìn)行有效判斷。