[发明专利]移动式智能超前支护系统及支护方法

权利要求书

1.一种移动式智能超前支护系统，包括移动支护系统和监测与控制系统，其特征在于：

所述移动支护系统包括行进装置和支护装置，所述行进装置是由液压马达驱动的履带行走机构；所述的支护装置包括支护底座、顶梁、前梁和具有齿轮油泵的液压缸，支护底座固定于履带行走机构上部，顶板上部通过液压缸支撑顶梁，前梁通过液压缸与顶板前端铰接；

所述的监测与控制系统，包括红外传感器和控制单元，

所述的红外传感器，设置于顶梁和前梁表面，至少用于采集与掘进机的距离以及与工作面顶板的距离数据；

所述的控制单元与红外传感器、液压马达控制端、液压缸的齿轮油泵控制端分别相连；用于接收所述红外传感器采集的数据，并控制行进装置的液压马达和支护装置上液压缸的齿轮油泵工作。

2.根据权利要求1所述的移动式智能超前支护系统，其特征在于：所述的控制单元内设置有数据处理模块，一方面，数据处理模块根据红外传感器采集的与掘进机的距离数据确定行进装置的行进位移；另一方面，数据处理模块根据红外传感器采集的工作面顶板的工作面顶板距离数据确定支护高度。

3.根据权利要求1所述的移动式智能超前支护系统，其特征在于：所述的控制单元与与红外传感器、液压马达控制端、液压缸的齿轮油泵控制端分别分别通过有线或无线连接。

4.根据权利要求1所述的移动式智能超前支护系统，其特征在于：所述的行进装置包括承重底板和侧梁，两个侧梁分别固定于履带行走机构的两侧连接固定，承重底板固定于侧梁上部。

5.一种移动智能超前支护方法，其特征在于：采用权利要求1、2、3或4任意一项所述的移动式智能超前支护系统，包括步骤：

S1：在控制单元的数据处理模块中预设巷道掘进轨迹、掘进机初始位姿信息和各个红外传感器的检测域；

S2：红外传感器采集与掘进机的距离数据，将上述数据传递给控制单元；

S3：控制单元中的数据处理模块根据上述数据，结合红外传感器自身位置、预设的掘进轨道和掘进机的初始位姿，处理得到行进装置在x方向与y方向移动的位移以及转角，由控制单元将行进装置移动的工作指令传递给液压马达；

S4：液压马达根据收到的工作指令，驱动行进装置前进到指定位置，将支护装置运送到工作位置；

S5：红外传感器采集与工作面顶板的距离数据，并将数据传递给控制单元，控制单元中的数据处理模块处理得到工作面顶板高度数据，并将支护装置开始工作的指令发送给齿轮油泵；

S6：齿轮油泵根据接收到的指令转动以增大液压缸内压强，使液压缸抬升顶梁至工作面顶板高度并调节前梁角度，进行支护工作；

S7：红外传感器继续对掘进机位置数据、工作面数据及自身位置数据进行实时采集监测，控制单元的处理单元根据监测数据进行处理，当监测到掘进机前进预定距离后，控制单元对齿轮油泵发出暂停工作指令；

S8：根据上述暂停工作指令，齿轮油泵反转，液压缸内压力降低，液压缸下降，并将信号反馈给控制单元；

S9：控制单元向液压马达发出工作指令，液压马达驱动行进装置前进到指定位置，开始进行下一次工作；

继续执行S5-S9的步骤，直至完成超前支护工作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S6中，根据红外传感器采集的实时工作面顶板距离数据，与前一时刻的距离数据进行对比，根据对比结果确定支撑面高度和支撑形状的变化，控制单元向齿轮油泵发出实时调整支护高度的工作指令，然后执行S7。