[发明专利]一种刮板输送机直线度的检测装置及检测方法

摘要

一种刮板输送机直线度的检测装置及检测方法，装置包括：数据采集单元；通讯单元；数据处理单元；数据存储单元；报警单元；电源模块。检测方法，包括以下步骤：数据采集单元采集刮板输送机在被推移过程中每节中部槽(2)的三轴加速度、三轴角速度和三轴磁感应强度；数据处理单元获取到各节中部槽(2)上MEMS传感器中三轴角速度和三轴加速度数据，进行时间积分后得到三轴角度和三轴位移，识别出刮板输送机的S弯；采用差分法减少三轴的位移测量误差；采用AHRS算法和平均法减少三轴的角度测量误差；建立空间绝对坐标系，通过曲线拟合，得到刮板输送机的曲线。该装置和方法能有利于刮板输送机直线度的检测工作高效、准确地进行。

主权项

1.一种刮板输送机直线度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：数据采集单元通过两个MEMS传感器采集刮板输送机在被推移过程中每节中部槽(2)的三轴加速度、三轴角速度和三轴磁感应强度，其将采集的数据存储在数据存储卡中，并通过数据采集单元中的WiFi模块将所采集数据传输给数据处理单元；步骤二：数据处理单元获取各节中部槽(2)上MEMS传感器中Z轴角速度和Y轴加速度数据，分别对时间一次积分得到绕Z轴角度和Y向速度，若前者在连续的几节中部槽(2)上的角度值有正有负，后者的速度在此段内也有正负，并且二者的变化时刻相同，则表明刮板输送机在过S弯，由于刮板输送机S弯不属于刮板输送机的调直范围，故只对刮板输送机S弯前段和后段的直线度进行检测；步骤三：采用差分法减少MEMS传感器的位移测量误差，获取刮板输送机的中部槽(2)在X、Y、Z三轴的两组加速度数据后，在数据处理单元中对加速度进行二次时间积分得到刮板输送机各节中部槽(2)在X、Y、Z三轴上的位移，两个MEMS传感器获得的数据分别记为(xs1,ys1,zs1),(xs2,ys2,zs2)，每个方向上的位移值都包括实际移动距离值x,y,z和测量误差值Δx,Δy,Δz，具体公式如下，xs1＝x+Δx,xs2＝‑x+Δxys1＝y+Δy,ys2＝‑y+Δyzs1＝z+Δz,zs2＝‑z+Δz将两个MEMS传感器X、Y、Z轴数据进行相减得到刮板输送机每节中部槽(2)在X、Y、Z轴方向上的实际移动距离x,y,z，利用通讯单元中的WiFi模块实现相邻检测装置之间的通讯，如果相邻检测装置计算出的Y轴位移值不同，则说明液压支架(6)在Y轴上没有推齐刮板输送机，在数据处理单元中计算出相邻检测装置的位移差值，并通过通讯单元中RS232串口模块与对相应液压支架控制器(5)进行通讯并使液压支架控制器(5)发送补推的命令，控制液压支架(6)通过推移杆(3)进行前推动作，以推直刮板输送机；若是X轴方向上位移值不同，则说明刮板输送机经过推移后，由于支架倾斜造成刮板输送机倾斜；若是Z轴方向上位移值不同，则说明刮板输送机受到底板不平的影响出现了起伏现象；步骤四：采用AHRS算法和平均法减少三轴的角度测量误差，数据处理单元获取刮板输送机在X、Y、Z三轴的角速度数据(xB1,yB1,zB1)，数据处理单元获取刮板输送机在X、Y、Z三轴的磁感应强度数据(xB2,yB2,zB2)，将角速度对时间进行一次积分，得到刮板输送机各节中部槽(2)在X、Y、Z轴方向上的两组角度值，记为(xd1,yd1,zd1),(xd2,yd2,zd2)，根据AHRS多传感器数据融合算法对刮板输送机进行姿态解算，并利用重力场和地磁融合校正MEMS传感器在三轴的角度测量值，对处理后的角度数据分别取平均值记为(xd,yd,zd)，利用通讯单元中的WiFi模块实现相邻检测装置之间的通讯后，若相邻检测装置之间测得的角度值不同，则说明刮板输送机移动过程出现弯曲倾斜，液压支架(6)也可能出现倾斜，需要进行人工调直；步骤五：通过以上数据处理步骤可以得到每组MEMS传感器在各个方向的位移值和角度值，建立空间绝对坐标系，以刮板输送机的端头为原点；沿着刮板输送机运行方向为X轴正方向；垂直于刮板输送机并指向煤壁方向为Y轴正方向；垂直于地面向下为Z轴正方向，通过曲线拟合，可以得到刮板输送机的曲线，以直观呈现刮板输送机直线度的检测结果，当检测结果超过设定预警值，红色指示灯亮起，发布刮板输送机过弯报警信息。