[发明专利]一种基于无线三维陀螺仪技术的刮板运输机姿态控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刮板运输机姿态控制系统和控制方法，其具有无线三维陀螺仪、支架控制器和监控主机等组成，用于煤矿井下综采工作面刮板运输机姿态控制。

背景技术

综采工作面有采煤机、刮板运输机和液压支架等设备构成，刮板运输机是由一节一节溜槽连接起来构成的，由刮板运输机的连接孔和液压支架推移杆连接头通过销子固定连接，通过液压支架推移千斤顶的伸缩动作，推实施刮板运输机的移动。因此，刮板运输机的姿态完全由液压支架的推溜和拉溜动作来控制。刮板运输机由于是由溜槽连接起来形成的，溜槽之间的活动间隙是有限的，溜槽之间的夹角不能太大，如果溜槽之间的夹角太大将增加设备之间的磨损程度，甚至损坏设备，为此应尽量保证溜槽之间平滑连接，在液压支架进行推溜动作过程中尽量保证刮板运输机溜槽具有较合理的弯曲段，以提高设备使用的寿命；由于采煤机是以刮板运输机为轨道运行的，所以在推溜以后要求刮板运输机具有较好的直线度，以保证采煤机割煤质量。目前，液压支架手动系统工作面全部靠人工进行液压支架的推溜或拉溜来进行刮板运输机的姿态控制，液压支架电液控制系统采用行程传感器进行液压支架的推移控制，但由于刮板运输机的连接孔为U形的，它与液压支架的推移杆连接头的连接存在较大的间隙，在液压支架推移动作过程中其行程会产生较大的误差积累，导致刮板运输机推移参差不齐，还需要人工进行调整，降低了生产效率。合理的控制刮板运输机的运行姿态，有利于提高刮板运输机的使用寿命。为此，急需研制刮板运输机姿态控制与自动矫直的控制系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于无线三维陀螺仪刮板运输机姿态控制系统，所述陀螺仪安装在刮板运输机上，一节或几节溜槽安装一个陀螺仪，陀螺仪内置ZigBee无线数传模块，每个陀螺仪具有唯一固定的ID号，具有无线通信功能；支架控制器安装在液压支架上，支架控制器内置ZigBee无线数传模块，每个支架控制器具有唯一固定的ID号。支架控制器与陀螺仪之间没有连接器，采用无线通信方式进行数据交换。在液压支架实施与刮板运输机移动的相关动作(推溜或拉溜)时，预先设定刮板运输机运行姿态，在动作执行过程中不断的进行姿态的矫正，最终达到理想的效果。本系统通过在刮板运输机上安装陀螺仪，采用支架控制器和顺槽监控主机实现了液压支架对刮板运输机移动的闭环控制，有效的进行了刮板运输机的姿态控制。

通过液压支架电液控制系统实现了对刮板运输机移动过程的闭环控制，以往的控制系统只在对液压支架自身控制，对受控主体(刮板运输机)没有感知，采用本系统后可以知道液压支架推移过程的效果如何，对推移过程做出正确的评价；以往系统需要定期的对工作面进行人工矫直，系统工作效率低，自动化程度低。采用无线三维陀螺仪的刮板运输机姿态控制系统具有结构简单、安装灵活方便、低成本、高可靠性等特点。

本发明的技术方案如下：

一种基于无线三维陀螺仪技术的刮板运输机姿态控制系统，包括无线三维陀螺仪、液压支架、支架控制器和顺槽监控主机；所述无线三维陀螺仪安装在刮板运输机的溜槽上，用于检测刮板运输机运行姿态；多个液压支架顺序连接在刮板输送机的一侧，通过液压支架的推溜或拉溜动作，实现刮板运输机的移动；所述支架控制器安装在液压支架上，用来控制液压支架动作；所述顺槽监控主机设置在顺槽，用于液压支架和刮板运输机的集中监测与集中控制；所述无线三维陀螺仪与所述支架控制器之间仅通过无线方式进行数据交换，所述顺槽监控主机与所述支架控制器通过支架控制器在工作面构成的通信网络系统进行数据交换。

所述无线三维陀螺仪内置ZigBee无线数传模块，并具有唯一的ID号，用以识别不同的陀螺仪；所述无线三维陀螺仪可以测量互相正交的三个方向的角度值；刮板运输机有多节溜槽，每节溜槽上设置有一个无线三维陀螺仪或多节溜槽上共同设置有一个无线三维陀螺仪。

所述支架控制器内置ZigBee无线数传模块，并具有唯一的ID号，用以识别不同的支架控制器；液压支架与刮板运输机每节溜槽的宽度一致，一台液压支架对应一节刮板运输机溜槽，液压支架在进行推溜或拉溜时，刮板运输机将会被移动，从而导致刮板运输机上相应的无线三维陀螺仪的测量数据发生变化。

所述液压支架配置有行程传感器。

刮板运输机姿态控制系统的刮板运输机姿态控制方法，包括：