[發明專利]一種采煤工作面刮板輸送機直線度的檢測方法

在審

• 申請號: 201810717604.6
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108957405A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 李威;夏婷;王禹橋;楊雪鋒;范孟豹;許少毅;王超;盛連超;陳宇鳴
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01S5/26
• 分類號: G01S5/26;G01C21/18;G01C21/16;G01C21/00;G01B21/24
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 張旭

本發明公開了一種采煤工作面刮板輸送機直線度的檢測方法，捷聯慣導定位裝置對采煤機沿刮板輸送機運行軌跡進行實時監測，解析出采煤機在載體坐標系下沿刮板輸送機運行時的位置和姿態角數據；利用超聲波定位系統獲得采煤機在系統坐標系下的三維位置信息，來補償捷聯慣導位置累積誤差；運用容積卡爾曼濾波算法對組合定位系統的數據進行融合，獲取融合后采煤機在組合系統下的位置、姿態角信息；利用采煤機定位中心與刮板輸送機直線度換算點之間的幾何關系建立非中心幾何位置映射，獲取采煤機對應下刮板輸送機中部槽上各點在載體坐標系下坐標，即得出刮板輸送機中部槽的形態；能消除刮板輸送機運行過程中的累積誤差，從而保證對刮板輸送機直線度檢測的精度。

技術領域

本發明涉及一種刮板輸送機的檢測方法，具體是一種采煤工作面刮板輸送機直線度的檢測方法。

背景技術

綜采工作面由采煤機、刮板運輸機和液壓支架等設備構成。在煤炭開采過程中，要實現煤炭生產的安全性以及高產高效，就要保證綜采工作面實現“三直”，即保證煤壁、刮板輸送機和液壓支架的直線性。

刮板輸送機既是采煤機運行軌道，又是液壓支架移架時的支點，因此，能否有效保證刮板輸送機的直線度是實現“三直”的關鍵。此外，保證刮板輸送機具有較高的直線度，有利于減小采煤機運行阻力和減少卡鏈、斷鏈甚至采煤機脫離刮板輸送機等事故的發生，有效降低了非計劃停產發生的概率和減少不必要的人員傷亡。

然而，在井下綜采工作面“三機”協同作業過程中，隨著采煤機截割循環的遞增，刮板輸送機和液壓支架也在不斷前移，其中推移刮板輸送機和液壓支架過程即推溜和移架過程，不可避免的存在積累誤差，使得刮板輸送機出現彎曲，影響了綜采工作面的正常運行，降低了生產質量和效率。在這種情況下，必須進行調整后才能繼續生產。

目前最普遍的是人工檢測直線度的方法：在工作面沿刮板輸送機橫向通過繩子拉線或者使用激光器打出一束激光，以上述拉線或光線作為參照，通過人工判別刮板輸送機是否彎曲，若存在彎曲，則通過人工操作推移液壓缸對刮板輸送機進行校直。但是這種方法效率較低，無法滿足綜采工作面自動化的要求。

公開號：CN106595557A，名稱為“一種刮板輸送機直線度的檢測裝置及檢測方法”的中國發明專利，公開了采用數據采集單元采集刮板輸送機在被推移過程中每節中部槽的三軸加速度、角速度和磁感應強度；數據處理單元獲取到各節中部槽上MEMS傳感器中三軸角速度和加速度數據，進行時間積分后得到三軸角度和三軸位移，識別出刮板輸送機的S彎；然后采用差分法減少位移測量誤差；采用AHRS算法和平均法減少角度測量誤差；通過曲線擬合，得到刮板輸送機的曲線。該方法在實際應用中，裝置比較復雜，計算繁瑣，多次進行積分計算之后累積誤差增大，且液壓支架也會出現傾斜，需要進行人工調直，智能化程度及工作效率較低。

公開號：CN102102512A，名稱為“綜采工作面彎曲檢測和矯直方法及其系統”的中國發明專利，公開了利用慣性敏感元件與角度傳感器組合、信號處理電路，對采煤機沿刮板輸送機運行軌跡和姿態實時檢測，解析出工作面檢測數據，由電液控制系統控制推移千斤頂推溜，使刮板輸送機達到直線要求。也可將檢測數據傳給采煤機控制系統，控制調高千斤頂調節滾筒割底高度；采煤機再次截割煤壁使彎曲得以矯直。該方法利用的慣性敏感元件也存在累積誤差和同時該裝置中沒有消除累計誤差的裝置，檢測出的采煤機的位姿精確度不高，因此會增大刮板輸送機的直線度誤差。

公開號：CN104058215A，名稱為“基于采煤機絕對運動軌跡的刮板輸送機動態校直方法”的中國發明專利，公開了利用定位裝置對采煤機沿刮板輸送機運行軌跡進行實時監測，解析出采煤機在設定的空間坐標系下動態位置數據，擬合出其絕對運動軌跡曲線與目標參考運動軌跡，再由微控制器得出下一刀的目標軌跡，計算出每個液壓支架的推移距離；電液控制系統控制各支架推溜，使刮板輸送機達到直線要求。該方法在對刮板輸送機校直的過程中，以采煤機的運動軌跡為基準，在多個截割循環后，由于采煤機的運動軌跡存在累積誤差，所以導致計算出的推移距離誤差進一步增大，加之液壓支架和刮板輸送機之間存在銷耳間隙，使得液壓支架整體排列容易出現彎曲，影響刮板輸送機的直線度。