[發(fā)明專利]一種液壓支架前護(hù)幫板自動控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610064836.7
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105697046B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 司壘;王忠賓;譚超;劉澤;閆海峰;姚新港;周曉謀;劉新華;徐西華;汪佳彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21D23/26
• 分類號: E21D23/26;E21C35/24
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所32205
• 代理人: 華德明

1.一種液壓支架前護(hù)幫板自動控制系統(tǒng)，其特征在于：包括采煤機(jī)機(jī)載模塊和液壓支架控制模塊；

所述的采煤機(jī)機(jī)載模塊包括采煤機(jī)實時參數(shù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊一、DSP處理模塊一、MCU邏輯計算控制模塊一、無線收發(fā)模塊一、液壓支架序號接收模塊、數(shù)據(jù)庫存儲模塊和采煤機(jī)機(jī)載控制器；所述的采煤機(jī)實時參數(shù)采集模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊一電信號連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊一和液壓支架序號接收模塊與DSP處理模塊一電信號連接，DSP處理模塊一、數(shù)據(jù)庫存儲模塊、無線收發(fā)模塊一和采煤機(jī)機(jī)載控制器與MCU邏輯計算控制模塊一電信號連接；

所述的液壓支架控制模塊包括液壓支架序號發(fā)射模塊、液壓支架油缸位移傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊二、DSP處理模塊二、MCU邏輯計算控制模塊二、無線收發(fā)模塊二、液壓支架總控制臺和液壓支架前護(hù)幫板油缸；所述的液壓支架油缸位移傳感器與A/D轉(zhuǎn)換模塊二電信號連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊二與DSP處理模塊二電信號連接，DSP處理模塊二、無線收發(fā)模塊二、液壓支架序號發(fā)射模塊和液壓支架總控制臺與MCU邏輯計算控制模塊二電信號連接；液壓支架總控制臺與液壓支架前護(hù)幫板油缸通信連接；

所述的液壓支架序號接收模塊和液壓支架序號發(fā)射模塊通信連接；

所述的采煤機(jī)機(jī)載模塊與液壓支架控制模塊通過無線收發(fā)模塊一和無線收發(fā)模塊二通信連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓支架前護(hù)幫板自動控制系統(tǒng)，其特征是：所述的采煤機(jī)實時參數(shù)采集模塊包括左滾筒軸編碼器、右滾筒軸編碼器、左搖臂傾角傳感器、右搖臂傾角傳感器、左牽引部軸編碼器和右牽引部軸編碼器，分別設(shè)在采煤機(jī)的左滾筒軸、右滾筒軸、左搖臂、右搖臂、左牽引軸和右牽引軸上，與A/D轉(zhuǎn)換模塊一電信號連接進(jìn)行實時通信。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種液壓支架前護(hù)幫板自動控制系統(tǒng)，其特征是：所述的液壓支架序號發(fā)射模塊包括紅外編碼器和紅外發(fā)射器，每臺液壓支架上設(shè)一個紅外編碼器和紅外發(fā)射器，紅外編碼器和對應(yīng)的紅外發(fā)射器電信號連接，所有的紅外編碼器與MCU邏輯計算控制模塊二電信號連接；所述的液壓支架序號接收模塊包括設(shè)在采煤機(jī)上的紅外接收器和紅外解碼器，紅外接收器和紅外解碼器電信號連接，紅外解碼器與DSP處理模塊一電信號連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液壓支架前護(hù)幫板自動控制系統(tǒng)，其特征是：所述的紅外接收器設(shè)在采煤機(jī)機(jī)體的中間位置。

5.一種液壓支架前護(hù)幫板自動控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)對綜采工作面上的N臺液壓支架從1到N進(jìn)行編號，每臺液壓支架上的紅外編碼器、紅外發(fā)射器、液壓支架油缸位移傳感器和液壓支架前護(hù)幫板油缸的編號與該液壓支架的編號一致；

(2)MCU邏輯計算控制模塊二發(fā)出命令至紅外編碼器，將當(dāng)前的液壓支架的序號進(jìn)行編碼，并且讓紅外發(fā)射器一直處于持續(xù)發(fā)射的狀態(tài)；

(3)采煤機(jī)移動切割頂煤，采煤機(jī)上的紅外解碼器對紅外接收器接收到的紅外信號進(jìn)行解碼，判斷紅外信號的強(qiáng)度，并將解碼后的結(jié)果經(jīng)DSP處理模塊一處理后傳輸至MCU邏輯計算控制模塊一；

(4)MCU邏輯計算控制模塊一根據(jù)接收到的紅外信號進(jìn)行判斷，將紅外信號最強(qiáng)的支架號確定為采煤機(jī)機(jī)身所處的支架處；

(5)采煤機(jī)機(jī)載模塊中的數(shù)據(jù)庫存儲模塊將其中存儲的采煤機(jī)、液壓支架的尺寸參數(shù)傳輸至MCU邏輯計算控制模塊一，MCU邏輯計算控制模塊一根據(jù)當(dāng)前采煤機(jī)截割滾筒的搖臂傾角確定處于截割狀態(tài)的滾筒：若左搖臂傾角大于右搖臂傾角，確定左截割滾筒處于切割頂煤的狀態(tài)；若右搖臂傾角大于左搖臂傾角，確定右截割滾筒處于切割頂煤的狀態(tài)；

(6)MCU邏輯計算控制模塊一根據(jù)處于切割頂煤狀態(tài)的截割滾筒的傾角判定截割滾筒是否達(dá)到截割頂板的角度：若截割滾筒的傾角達(dá)到截割頂板的角度，轉(zhuǎn)至步驟(7)；若截割滾筒的傾角未達(dá)到截割頂板的角度，轉(zhuǎn)至步驟(3)；

(7)MCU邏輯計算控制模塊一計算需要收回前護(hù)幫板的液壓支架序號，無線收發(fā)模塊一將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至無線收發(fā)模塊二，無線收發(fā)模塊二將接收到的信息傳輸至MCU邏輯計算控制模塊二并進(jìn)行保存；

(8)MCU邏輯計算控制模塊二根據(jù)接收到的無線收發(fā)模塊二傳輸?shù)男畔⒑鸵簤褐Ъ苡透孜灰苽鞲衅鞯男畔ⅲ卸ú擅簷C(jī)當(dāng)前截割滾筒處液壓支架前護(hù)幫板是否收回：若液壓支架的前護(hù)幫板已收回，轉(zhuǎn)至步驟(9)；若液壓支架的前護(hù)幫板未收回，轉(zhuǎn)至步驟(10)；

(9)無線收發(fā)模塊二將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至無線收發(fā)模塊一，MCU邏輯計算控制模塊一判定此時采煤機(jī)的行進(jìn)速度和滾筒截割速度相對于采煤機(jī)的初始行進(jìn)速度和滾筒截割速度是否進(jìn)行了調(diào)節(jié)：若進(jìn)行了調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)至步驟(12)；若未進(jìn)行調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)至步驟(13)；

(10)MCU邏輯計算控制模塊二根據(jù)當(dāng)前的采煤機(jī)的行進(jìn)速度計算采煤機(jī)達(dá)到最近未收回前護(hù)幫板的液壓支架所需要的時間，并判定液壓支架能否在此允許的時間內(nèi)收回前護(hù)幫板：若能收回前護(hù)幫板，重復(fù)步驟(3)、步驟(4)后轉(zhuǎn)至步驟(7)；若不能收回前護(hù)幫板，轉(zhuǎn)至步驟(11)；

(11)無線收發(fā)模塊二將信息發(fā)送至無線收發(fā)模塊一，無線收發(fā)模塊一將信息傳輸至MCU邏輯計算控制模塊一；MCU邏輯計算控制模塊一發(fā)送命令至采煤機(jī)機(jī)載控制器，采煤機(jī)機(jī)載控制器控制采煤機(jī)降低行進(jìn)速度和滾筒截割速度，重復(fù)步驟(3)、步驟(4)后轉(zhuǎn)至步驟(7)；

(12)MCU邏輯計算控制模塊一發(fā)送命令至采煤機(jī)機(jī)載控制器，采煤機(jī)機(jī)載控制器控制采煤機(jī)恢復(fù)至初始的行進(jìn)速度和滾筒截割速度；

(13)無線收發(fā)模塊一將信息發(fā)送至無線收發(fā)模塊二，MCU邏輯計算控制模塊二判定未涉及當(dāng)前采煤機(jī)截割范圍內(nèi)的液壓支架的前護(hù)幫板是否伸出：若伸出，轉(zhuǎn)至步驟(3)；若未伸出，MCU邏輯計算控制模塊二發(fā)送命令至液壓支架總控制臺，控制液壓支架前護(hù)幫板油缸伸出液壓支架前護(hù)幫板，轉(zhuǎn)至步驟(3)，如此循環(huán)直至采煤機(jī)完成頂煤切割。