[发明专利]用于采煤机与液压支架位移角的检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采煤机与液压支架位置的检测装置及其检测方法，具体的说，是一种用于煤矿井下采煤机与液压支架相对位置的偏移角度的检测装置及其检测方法。

技术背景

采煤机与液压支架是综采工作面的关键设备，要实现采煤机与液压支架的全自动协调控制，需要对其两者之间的相对位置进行实时准确检测。现有公开报道的红外线一般用于遥控技术、温度、转速以及薄膜厚度等方面的测量，在相对位置角度测量方面有利用红外温度传感器吸收环境辐射的红外线能量，产生一个与温度成比例关系的电压信号来测量角度，该方法是以用物体的温度来测量角度，由于综采工作面设备多，空间小，测量误差较大。利用角锥棱镜反射激光的原理来测量角度；利用调制偏振光进行角度测量，当两个偏振片相互转动时，透光强度随角度而变化，根据透光强度的大小来检测偏振片之间的夹角；采用光电旋转编码器进行角度测量，只能测量旋转角度；另外这种方法用到棱镜进行光的反射或偏振片透光或光电旋转编码器，煤矿井下煤尘大，这些装置的清洁维护非常困难。采用可变电容组成多谐振荡器，将角度变化量转变成频率变化量，从而构成了角度传感器，这种方法能测量的物体间的距离小。用于煤矿井下对采煤机与液压支架的相对位置偏移角度进行检测未见有报道。

发明内容

本发明提供一种用于采煤机与液压支架位置偏移角的检测装置及其检测方法，对采煤机与液压支架的相对位置偏移角进行检测，解决采煤机与液压支架在无人职守时的自动控制问题，并实现综采工作面的自动化采煤。

为了实现上述目的，本发明一种采煤机与液压支架位置偏移角的检测装置，包括采煤机上设置的红外线发射单元和每架液压支架上设置的红外线接收单元，红外线发射单元发射恒定强度的红外线信号、红外线接收单元接收红外线信号，再经放大、滤波、限幅后与AD转换电路相连，其中：

所述的红外线发射单元包括稳压电路、恒流源电路和红外线发射器；稳压电路产生恒定电压，输出与恒流源的输入相连接，共有多个恒流源，每个恒流源产生一个恒定电流，输出与红外线发射管相连，驱动红外发射管发出恒定强度的红外线光信号，红外线发射器由多组红外线发射管组成，每个恒流源控制一组红外线发射管，红外线发射单元发射的红外线至少覆盖3架液压支架上设置的红外线接收单元。

所述的红外线接收单元包括红外线接收电路、信号放大电路、滤波限幅保护电路以及AD转换电路，红外线接收电路接收红外线发射单元发出的红外线光信号，随着发射单元和接收电路之间角度不同，接收电路接收到的红外线光信号强度不同，红外线接收电路与放大电路相连，将信号放大，再通过滤波限幅电路对信号进行滤波和保护，使输出电压处于0到5V之间，并送至AD转换电路进行采样。

对所述的红外线发射单元，稳压电路的输出接恒流源电路的输入，恒流源电路的输出与红外线发射管相连。稳压电路产生恒定电压，驱动恒流源电路产生恒定强度的电流信号，通过驱动红外线发射管，发出恒定强度的红外线光信号。

对所述的红外线接收单元，红外线接收电路的输出接信号放大电路的输入，信号放大电路的输出接滤波限幅保护电路的输入，滤波限幅保护电路的输出与AD转换电路相连接；红外线接收电路接收红外线信号，通过信号放大电路以及滤波限幅保护电路，使输出电压处于0到5V之间，并送至AD转换电路。

一种用于上述采煤机与液压支架位置偏移角的检测装置的检测方法，其检测方法是通过红外线发射单元发出恒定的红外线信号，通过红外线接收单元接收红外线信号。由于两者之间的相对位置不同，接收到的红外线信号强度不同，通过放大、滤波和限幅电路，使输出电压随发射单元和接收单元相对位置的变化在0到5V之间以内。该电压信号送至AD转换电路，通过信号的大小反映发射单元和接收单元之间相对位置的变化。

本发明所述的一种矿用红外线角度检测装置及其方法，其有益效果在于在煤矿综采工作面自动化系统中可以实现对采煤机与液压支架的相对位置偏移角度的测量，测量装置根据接收到红外线的强弱判断两者之间的相对角度和相对位置，进而准确地将其传送到微控制器的AD转换电路，实现对两者之间相对角度的无梯度测量。根据多架液压支架上设置的红外线接收单元接收到的红外线信号变化，进而能判断出采煤机当前的运行方向，为液压支架电液控制器动作控制提供准确的信号，控制液压支架随采煤机的运动自动运行，

附图说明

图1是本发明的红外线发射器框图；

图2是本发明的红外线发射器原理图；

图3是本发明的红外线接收器框图；

图4是本发明的红外线接收器原理图。