[發(fā)明專利]一種用于液壓支架姿態(tài)檢測的裝置及方法

在審

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108981650A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚超;孫君令;王忠賓;楊玉平;劉婷;滿溢橋;武子清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 張旭

本發(fā)明公開了一種用于液壓支架姿態(tài)檢測的裝置及方法，包括數(shù)據(jù)采集裝置、信號傳輸模塊、信號處理模塊和顯示模塊，通過壓力傳感器測量水柱壓力進(jìn)而確定軟管的垂直高度，由此分別得出液壓支架矩形頂板四個角的鉛直高度差和矩形底板四個角的鉛直高度差，然后通過鉛直高度差及已知矩形底板和矩形頂板的長邊及寬邊長度，利用三角函數(shù)得出矩形底板的長邊傾斜姿態(tài)角和寬邊傾斜姿態(tài)角及矩形頂板的長邊傾斜姿態(tài)角和寬邊傾斜姿態(tài)角，最后通過上述兩種角度分別做差值，得出矩形頂板相對矩形底板的長邊傾斜姿態(tài)角和寬邊傾斜姿態(tài)角；最終實現(xiàn)對液壓支架頂板及底板的實時姿態(tài)檢測。本發(fā)明能精確檢測液壓支架的實時姿態(tài)角，從而保證液壓支架的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于液壓支架姿態(tài)檢測的裝置及方法，屬于液壓支架檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著能源技術(shù)的快速發(fā)展，我國的能源結(jié)構(gòu)逐漸走向多樣化、合理化，雖然煤炭在我國能源中所占的比例有所下降，但仍然不影響煤炭作為我國主體能源的地位。在煤炭生產(chǎn)中，液壓支架是綜采機(jī)械化采煤的重要設(shè)備，液壓支架是以高壓液壓油為支撐動力，在煤炭井下，起到支撐保護(hù)的作用。在現(xiàn)如今的煤炭開采中，應(yīng)用極其廣泛。

煤礦綜采自動化正在向著無人化，少人化的方向發(fā)展，為了實現(xiàn)安全開發(fā)，需要對于液壓支架的姿態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，防止液壓支架動作失誤對煤炭開采造成重大的安全問題和經(jīng)濟(jì)損失，輕則會影響工作進(jìn)度，降低工作效率，嚴(yán)重就會造成液壓支架損壞，造成人員傷亡。目前對于液壓支架頂、底板的姿態(tài)檢測已經(jīng)有了大量的監(jiān)測方法，多采用傾角傳感器，捷聯(lián)慣導(dǎo)等方式。但是都存在一定的問題。如采用傾角傳感器檢測頂、底板液壓支架姿態(tài)角度檢測其傾角誤差會累積增大，且傾角傳感器進(jìn)行液壓支架姿態(tài)檢測對于角度的突變會失真，且精度普遍不高。而精確的實現(xiàn)液壓支架頂、底板姿態(tài)角度的監(jiān)測，對于液壓支架智能化和無人化有著重要的意義。如何針對液壓支架的實時姿態(tài)角進(jìn)行精確的監(jiān)測，是本行業(yè)亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種用于液壓支架姿態(tài)檢測的裝置及方法，能精確檢測液壓支架的實時姿態(tài)角，從而保證液壓支架的穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于液壓支架姿態(tài)檢測的裝置，包括數(shù)據(jù)采集裝置、信號傳輸模塊、信號處理模塊、顯示模塊和電源模塊；數(shù)據(jù)采集裝置為八個，所述數(shù)據(jù)采集裝置由軟管和壓力傳感器組成，壓力傳感器固定在軟管的一端、另一端封堵，軟管內(nèi)充滿水，軟管的長度大于液壓支架矩形頂板的最大高度；其中四個數(shù)據(jù)采集裝置中的軟管封堵端分別固定在液壓支架矩形底板的四角下部，四個數(shù)據(jù)采集裝置中的壓力傳感器處于巷道地面上；另外四個數(shù)據(jù)采集裝置中的軟管封堵端分別固定在液壓支架矩形頂板的四角下部，四個數(shù)據(jù)采集裝置中的壓力傳感器處于巷道地面上；各個壓力傳感器均通過信號傳輸模塊與信號處理模塊連接，信號處理模塊與顯示模塊連接，電源模塊為數(shù)據(jù)采集裝置、信號處理模塊和顯示模塊供電；。

進(jìn)一步，所述信號處理模塊為單片機(jī)STM32。

進(jìn)一步，八個壓力傳感器均處在巷道內(nèi)的同一水平面上。

進(jìn)一步，所述顯示模塊為液晶顯示屏。

一種用于液壓支架姿態(tài)檢測裝置的檢測方法，具體步驟為：

(1)將處于液壓支架矩形底板的四個壓力傳感器和處于液壓支架矩形頂板的四個壓力傳感器分別進(jìn)行編號后在信號處理模塊內(nèi)進(jìn)行存儲；

(2)信號處理模塊通過信號傳輸模塊實時接收處于液壓支架矩形底板的四個壓力傳感器和處于液壓支架矩形頂板的四個壓力傳感器的壓力值；根據(jù)各個壓力傳感器測得壓力值確定所對應(yīng)各個軟管的垂直高度，從而分別得出液壓支架矩形底板四個角和液壓支架矩形頂板四個角的高度值；具體的高度計算公式為：

P＝gVρ