[发明专利]基于磁流变弹性体的采煤机截割阻力传感方法及传感器

摘要

一种基于磁流变弹性体的采煤机截割阻力传感方法及传感器，解决采煤机工作过程中截齿割煤所受到的截割阻力测量的准确度问题和调节磁流变弹性体刚度的问题。本发明方法借助于磁流变弹性体受力发生形变的特性，通过对对应电学参数的测量，得到所受力的大小，同时通过外加磁场可改变磁流变弹性体刚度的特性，增加磁流变弹性体的受力范围。实现了截割阻力的实时、准确测量，进而实现根据截割阻力的变化对采煤机输出功率进行实时调整的目的，同时通过外加磁场调节磁流变弹性体刚度的方法增大截割阻力传感器的受力范围，对截割阻力传感器起到了保护作用。从而提高采煤机工作效率和使用寿命。

主权项

一种基于磁流变弹性体的采煤机截割阻力传感方法，该方法借助于磁流变弹性体受力发生形变的特性，通过对对应电学参数的测量，得到所受力的大小，同时通过外加磁场可改变磁流变弹性体刚度的特性，增加磁流变弹性体的受力范围，其特征在于：该方法由以下步骤实现：     步骤1、采煤机截齿通过基于磁流变弹性体的截割阻力传感器固定在采煤机滚筒上，在采煤机开始工作之前根据当前煤层状况在采煤机控制系统中设置预计的截割阻力的初始阈值，所设初始阈值小于根据采煤机额定输出功率确定的截割阻力的极限阈值。截齿割煤时所受到的截割阻力通过截齿传递给磁流变弹性体，发生形变的磁流变弹性体的内部磁性粒子的分布发生改变，使采煤机截割阻力传感器的电学参数发生变化，通过检测电路测量电学参数得到截割阻力变化与电学参数变化的对应关系，测得截割阻力传感器所受的截割阻力；步骤2、采煤机工作过程中，截割阻力传感器判断其所受的实际截割阻力是否超出所述截割阻力的初始阈值；步骤3、如果没有超出初始阈值则采煤机不更改阈值设定、继续工作；步骤4、对于截割阻力传感器所受的截割阻力超出初始阈值但小于极限阈值的情况，通过增加采煤机截割阻力传感器内的线圈电流强度，从而增加采煤机截割阻力传感器的磁场强度，改变磁流变弹性体内部磁性粒子的分布，增大磁流变弹性体的刚度，同时在采煤机控制系统中重新设置截割阻力的阈值；步骤5、采煤机工作过程中不断重复步骤2，判断截割阻力传感器实际所受的截割阻力是否超出采煤机控制系统中已设置了的阈值，如果没有超出阈值则不更改阈值设定、继续工作；如果超出但小于截割阻力的极限阈值，重复步骤4。