[發明專利]三維姿態檢測用纜式傳感器

在審

• 申請號: 201910400139.8
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110017774A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 劉宏睿;于追海;邱錦波;莊德玉;侯勇濤;張陽;張啟志;呂曉;方彤;郭岱;張濤;黎青
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司上海分公司;天地上海采掘裝備科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種三維姿態檢測用纜式傳感器，包括線纜形式的載體和內置并相對固定在所述載體中的至少兩組分布式光纖傳感器，每組分布式光纖傳感器由多個間隔布置的光纖傳感器以及將它們順次連接起來的光纖組成，每組分布式光纖傳感器呈螺旋狀延伸布置，同一載體內的所述分布式光纖傳感器按多頭螺旋形式布置，所述載體的外形呈實心柱狀或空心管狀。采用本發明能對采煤機三維姿態和運行軌跡、工作面直線度等進行在線實時監測，較其他測量方式更經濟，且適宜自動化生產。

技術領域

本發明涉及一種可以檢測三維位姿的傳感器，尤其可用于實時監測采煤機三維姿態和運行軌跡，以滿足自動化采煤需求。

背景技術

隨著煤礦自動化智能化技術的發展，綜采工作面基本實現了以采煤機記憶割煤為主、液壓支架跟機自動控制的工作面設備自動化生產模式。在該種生產模式下，工作面直線度的自動控制和采煤機自動沿煤層截割是連續正常生產的重要保證。而工作面設備的三維姿態和運行軌跡檢測是實現上述功能的基礎，特別是采煤機的三維姿態檢測和工作面直線度檢測。

現有的工作面直線度檢測方法有基于視覺、編碼器、張力傳感器等的工作面直線度檢測和校正方法，但都沒有投入實用。在采煤機的三維姿態檢測和工作面直線度檢測方面真正實用的是基于慣性導航系統的檢測方法，但是該方法實施成本很高，限制了其推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種三維姿態檢測用纜式傳感器，能以較低的投入實現對采煤機的三維姿態和運行軌跡、工作面的直線度等進行在線實時監測，且操作簡單，適宜自動化生產模式。

本發明的主要技術方案有：

一種三維姿態檢測用纜式傳感器，包括線纜形式的載體和內置并相對固定在所述載體中的至少兩組分布式光纖傳感器，每組分布式光纖傳感器由多個間隔布置的光纖傳感器以及將它們順次連接起來的光纖組成，每組分布式光纖傳感器呈螺旋狀延伸布置。

所述載體的外形可以呈實心柱狀或空心管狀。

所述纜式傳感器的橫截面外部輪廓可以為圓形、多邊形或橢圓形。

所述載體為經過塑形和加強處理的柔性材料。

所述載體可進一步采用內置鋼絲編織加強層的橡膠材料制成。

所述載體的表面經柔性鎧裝。

同一載體內的所述分布式光纖傳感器按多頭螺旋形式布置。

同一載體內的所述分布式光纖傳感器優選有兩組，它們旋向相同，相位相差90度。

本發明的有益效果是：

本發明采用螺旋形式布置的分布式光纖傳感器制成纜式傳感器，能非常方便地檢測綜采工作面設備的三維形變，進而確定相關設備的三維姿態、采煤機的實際運行軌跡、工作面直線度等。

本發明可實現相關指標的自動、實時監測，非常適宜自動化生產模式。

由于采用內置分布式光纖傳感器的一體式結構的纜式傳感器，不僅傳感器的安裝固定更加簡單方便，而且檢測過程不受外部環境影響，因此檢測可靠，檢測結果可信度高。

本發明結構簡單，安裝方便，即使在采煤工作環境中也能保持高可靠性，因此相比慣性導航系統投資更少，維護費用也低，非常適于推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明在初始狀態綜采工作面設備上安裝布置的俯視示意圖；

圖2是圖1所示實施例的綜采工作面設備在刮板運輸機變形后的狀態示意圖；

圖3是本發明的一個實施例的局部結構示意圖。

具體實施方式