[發(fā)明專利]一種確定四柱式液壓支架工作狀態(tài)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010183118.8
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111441810B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文治國;任懷偉;周杰;趙國瑞;杜毅博;韓哲;龐義輝;鞏師鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21D23/04
• 分類號: E21D23/04;E21D23/12;G01C1/00;G01M13/00;G01M99/00;G06T17/05
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 祁獻(xiàn)民

本發(fā)明實(shí)施例一種確定四柱式液壓支架工作狀態(tài)的方法，涉及采煤工作面設(shè)備監(jiān)測及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，包括：實(shí)時(shí)獲取液壓支架頂梁、前連桿沿走向的俯仰角及底座沿走向的俯仰角和沿工作面方向的傾斜角；及前柱、后柱及左、右側(cè)護(hù)板千斤頂受的壓力；建立三維地質(zhì)環(huán)境下位姿計(jì)算模型及受力計(jì)算模型；將獲取的俯仰角及傾斜角輸入位姿計(jì)算模型中，得到液壓支架關(guān)鍵點(diǎn)的位置坐標(biāo)；將獲取的壓力輸入受力計(jì)算模型中，得到液壓支架頂梁及底座沿走向平面方向及工作面方向的分力及合力，根據(jù)獲取的姿態(tài)、位置數(shù)據(jù)及液壓支架多個(gè)主體結(jié)構(gòu)件所受的壓力確定支架的工作狀態(tài)。可以實(shí)時(shí)地、較為精確地確定出四柱式液壓支架在不同地質(zhì)環(huán)境下的工作狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采煤工作面設(shè)備監(jiān)測及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種確定四柱式液壓支架工作狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)

液壓支架作為綜采工作面的重點(diǎn)裝備，不僅支撐著采煤必要的作業(yè)空間，同時(shí)維系著工作面設(shè)備和人員的安全，其工作性能的好壞在很大程度上制約著綜采工作面的自動化水平。然而，由于液壓支架應(yīng)用在煤礦井下，工作環(huán)境惡劣，在圍巖載荷變化較大的采場，支架姿態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化，不合理的姿態(tài)類型常會導(dǎo)致支架的整體失穩(wěn)并造成關(guān)鍵零部件的損壞。同時(shí)，在開采過程中因采煤機(jī)調(diào)高造成頂?shù)装鍍A斜的現(xiàn)象也時(shí)常存在，使得全工作面液壓支架姿態(tài)不可能處于理想的狀態(tài)。因此，針對復(fù)雜、多樣化地質(zhì)條件下液壓支架工作狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究就顯的尤為重要。

目前對于液壓支架工作狀態(tài)的監(jiān)測研究多集中于監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成及監(jiān)測手段上，通常為在液壓支架上某幾個(gè)關(guān)鍵位置上安裝傳感器，采集得到液壓支架關(guān)鍵位置的狀態(tài)信息，根據(jù)幾個(gè)關(guān)鍵位置的狀態(tài)信息簡單綜合確定支架的狀態(tài)。例如，中國專利申請?zhí)枮镃N201110275902.2、名稱為《基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的液壓支架姿態(tài)檢測方法及裝置》發(fā)明專利申請，公開了一種實(shí)時(shí)采集液壓支架的壓力、位移、傾角信息，并根據(jù)上述信息簡單匯總綜合得到液壓支架姿態(tài)的方法及裝置組成。

但包括上述專利申請?jiān)趦?nèi)的現(xiàn)有液壓支架工作狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)沒有充分考慮地質(zhì)環(huán)境對液壓支架的姿態(tài)及受力特征的影響因素，僅僅簡單依靠液壓支架局部位置的數(shù)據(jù)簡單綜合，無法較為精確地描述或確定出液壓支架的整體工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種確定四柱式液壓支架工作狀態(tài)的方法，可以實(shí)時(shí)地、較為精確地確定出四柱式液壓支架在不同地質(zhì)環(huán)境下的工作狀態(tài)，從而為液壓支架的智能化控制提供準(zhǔn)確的控制信息。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種確定四柱式液壓支架工作狀態(tài)的方法

實(shí)時(shí)獲取液壓支架頂梁、前連桿沿走向的俯仰角及液壓支架底座沿走向的俯仰角和沿工作面方向的傾斜角；

實(shí)時(shí)獲取液壓支架前柱、后柱及左、右側(cè)護(hù)板千斤頂承受的壓力；

根據(jù)當(dāng)前綜采面三維地質(zhì)環(huán)境建立三維地質(zhì)環(huán)境下液壓支架位姿計(jì)算模型及受力計(jì)算模型；

將獲取的俯仰角及傾斜角輸入所述位姿計(jì)算模型中，利用所述計(jì)算模型計(jì)算得到液壓支架關(guān)鍵點(diǎn)的位置坐標(biāo)；

將獲取的壓力輸入所述受力計(jì)算模型中，利用所述受力計(jì)算模型計(jì)算得到液壓支架頂梁及底座分別沿走向平面方向及工作面方向所受的分力，并基于得到的液壓支架頂梁及底座分別沿走向平面方向及工作面方向所受的分力計(jì)算出液壓支架頂梁及底座所受合力；

根據(jù)獲取的俯仰角、傾斜角、液壓支架關(guān)鍵點(diǎn)的位置坐標(biāo)、液壓支架多個(gè)主體結(jié)構(gòu)件所受的壓力確定液壓支架的工作狀態(tài)；所述多個(gè)主體結(jié)構(gòu)件所受的壓力包括液壓支架頂梁及底座所受的分力及合力。

可選地，所述根據(jù)當(dāng)前綜采面三維地質(zhì)環(huán)境建立三維地質(zhì)環(huán)境下液壓支架位姿計(jì)算模型包括：