[发明专利]一种用于液压支架姿态检测的装置及方法

权利要求书

1.一种用于液压支架姿态检测的装置，其特征在于，包括数据采集装置、信号传输模块、信号处理模块、显示模块和电源模块；数据采集装置为八个，所述数据采集装置由软管和压力传感器组成，压力传感器固定在软管的一端、另一端封堵，软管内充满水；其中四个数据采集装置中的软管封堵端分别固定在液压支架矩形底板的四角下部，四个数据采集装置中的压力传感器处于巷道地面上；另外四个数据采集装置中的软管封堵端分别固定在液压支架矩形顶板的四角下部，四个数据采集装置中的压力传感器处于巷道地面上；各个压力传感器均通过信号传输模块与信号处理模块连接，信号处理模块与显示模块连接，电源模块为数据采集装置、信号处理模块和显示模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于液压支架姿态检测的装置，其特征在于，所述信号处理模块为单片机STM32。

3.根据权利要求1所述的一种用于液压支架姿态检测的装置，其特征在于，八个压力传感器均处在巷道内的同一水平面上。

4.根据权利要求1所述的一种用于液压支架姿态检测的装置，其特征在于，所述显示模块为液晶显示屏。

5.一种根据权利要求1所述的用于液压支架姿态检测装置的检测方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)将处于液压支架矩形底板的四个压力传感器和处于液压支架矩形顶板的四个压力传感器分别进行编号后在信号处理模块内进行存储；

(2)信号处理模块通过信号传输模块实时接收处于液压支架矩形底板的四个压力传感器和处于液压支架矩形顶板的四个压力传感器的压力值；根据各个压力传感器测得压力值确定所对应各个软管的垂直高度，从而分别得出液压支架矩形底板四个角和液压支架矩形顶板四个角的高度值；具体的高度计算公式为：

P＝gVρ

其中，P为压力传感器的压力值，ρ为水的密度，g为重力加速度，V为压力传感器所对应软管的垂直高度体积；由于V＝Sh，其中S为软管内径的截面积，h为软管的垂直高度；进而可得出软管垂直高度h的计算公式为；

h＝P/(gρS)；

(3)根据液压支架矩形底板四个角之间的铅直高度差值，确定液压支架矩形底板的长边倾斜姿态角α₁和宽边倾斜姿态角α₂；具体为：先确定矩形底板四个角中高度值h₁最低的角所对应的编号，然后确定与其处在同一矩形底板长边的另一角高度值h₂；根据如下公式得出长边倾斜姿态角α₁：

α₁＝arctan(h₂-h₁)/L_a；

其中，L_a为已知矩形底板长边的长度；

然后，确定与其处在同一矩形底板宽边的另一角高度值h₃；根据如下公式得出宽边倾斜姿态角α₂：

α₂＝arctan(h₃-h₁)/L_b；

其中，L_b为已知矩形底板宽边的长度；

(4)根据液压支架矩形顶板四个角之间的铅直高度差值，确定液压支架矩形顶板的长边倾斜姿态角β₁和宽边倾斜姿态角β₂；具体计算过程与步骤(3)相同；

(5)通过步骤(4)得出的液压支架矩形顶板的长边倾斜姿态角β₁和宽边倾斜姿态角β₂分别与步骤(3)得出的液压支架矩形底板的长边倾斜姿态角α₁和宽边倾斜姿态角α₂之间的差值，分别得出液压支架矩形顶板相对矩形底板的长边倾斜姿态角γ₁和宽边倾斜姿态角γ₂；

(6)信号处理模块将得出的姿态角α₁、α₂、β₁、β₂、γ₁、γ₂均通过显示模块进行显示。