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一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統的制作方法
【專利摘要】一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統，包括系統主機，頂梁傾角傳感器，掩護梁傾角傳感器和連接線；頂梁傾角傳感器安裝于支架的頂梁上，用于測定其傾角；掩護梁傾角傳感器安裝于支架的掩護梁上，用于測定其傾角；連接線用于將頂梁傾角傳感器和掩護梁傾角傳感器與系統主機連接。本實用新型不僅能準確獲得頂梁、掩護梁、四連桿等支架多位態信息，而且還能準確獲得支架活柱下縮量值，有效消除了綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定中工人勞動強度大，監測成本高，數據實時性差，精度低的弊端。
【專利說明】一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統。

【背景技術】
[0002]我國煤礦采掘深度和開采強度日益增大，在煤礦井下惡劣環境中，工作面液壓支架承受上覆數百噸巖層的載荷。一旦工作面頂板來壓或支架位態不好，液壓支架立柱會產生較大的下縮量，甚至引起頂板沿煤壁切落或端面冒頂的惡性事故，不利于工作面安全正常生產。
[0003]由于工作面支架由頂梁、掩護梁、四連桿、立柱、底座等組成，一旦支架受力狀況惡化，不但需要測試立柱的下縮量，而且需要同步監測頂梁、掩護梁、四連桿的俯仰或歪斜角，將上述結果同步評價才能綜合評判支架工作狀態。因此，在礦山壓力顯現比較強烈的工作面，需要經常進行支架位態和活柱下縮量觀測。
[0004]目前，針對支架位態進行測試的方法為:通過安裝在支架頂梁上的傾角記錄儀讀出頂梁的傾角。該方法只能測試頂梁的傾角等單一指標，實際對判斷支架的位態和活柱下縮量毫無幫助。
[0005]針對支架活柱下縮量測試的方法有多種，應用較多的有:人工活柱下縮量測試法。此種方法由工人采用卷尺每間隔一段時間對液壓支架的立柱高度進行現場實測，通過換算得到立柱的下縮量。但此方法存在諸多不足，首先，測試過程需要工人在工作面上下攀爬，勞動強度高，井下低照度條件下卷尺讀數誤差大；其次，此方法全程由人工測試和計算，實時性和時效性差，不利于及時指導現場安全生產。
[0006]綜上所述，目前實際還沒有一種可以明顯降低工人勞動強度，明顯提高監測精度，明顯節約監測成本，明顯提高監測效率的綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統。
實用新型內容
[0007]本實用新型提供了一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統。
[0008]本實用新型采用的技術方案如下:
[0009]一種綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統，包括系統主機，頂梁傾角傳感器，掩護梁傾角傳感器和連接線；所述系統主機包括交互接口，存儲裝置和數據處理器，所述交互接口用于接收所述頂梁傾角傳感器和所述掩護梁傾角傳感器自動傳輸或人工輸入的數據，并將經所述數據處理器處理后的結果傳輸給用戶，所述存儲裝置用于存儲所述交互接口接收或輸出的數據，所述數據處理器用于對所述交互接口接收的數據進行處理，獲得所述支架各鉸接點相對距離，進而獲得所述支架位態和活柱下縮量數據，并傳輸給所述交互接口 ；所述頂梁傾角傳感器安裝于所述支架的頂梁上，用于測定其傾角；所述掩護梁傾角傳感器安裝于所述支架的掩護梁上，用于測定其傾角；所述連接線用于將所述頂梁傾角傳感器和所述掩護梁傾角傳感器與所述系統主機連接。
[0010]在上述綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統中，所述頂梁傾角傳感器和所述掩護梁傾角傳感器為多向傾角傳感器。
[0011]在上述綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統中，所述頂梁傾角傳感器，所述掩護梁傾角傳感器和所述系統主機均安裝在本安外殼內。
[0012]在上述綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統中，所述數據處理器包括一個單片機。
[0013]本實用新型的系統和方法與現有技術相比具有以下優點:
[0014]①本實用新型提供的一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統，僅在支架頂梁和掩護梁上安裝兩個傾角傳感器，即可實現監測支架頂梁俯仰角、掩護梁及四連桿機構傾角等支架主要位態數據，同時還可獲得精確的支架活柱伸縮量數據，因此，本實用新型監測成本明顯降低，監測效率明顯提高。
[0015]②本實用新型提供的一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統，由于采用系統主機實時處理監測數據，因此，本實用新型測試精度明顯提高，工人勞動強度大幅降低，而且數據實時性強，監測結果即可用于安全生產決策。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了使實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0017]圖1是本實用新型一種綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統布置示意圖。
[0018]圖中標記為:1-系統主機，2-頂梁傾角傳感器，3-掩護梁傾角傳感器，4-連接線，5-頂梁，6-掩護梁，7-底座，8-活柱，9-前連桿，10-后連桿，501-頂梁與活柱鉸接點，502-頂梁與掩護梁鉸接點，601-掩護梁與前連桿鉸接點，602-掩護梁與后連桿鉸接點，701-底座與活柱鉸接點，702-底座與前連桿鉸接點，703-底座與后連桿鉸接點。

【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0020]圖1是本實用新型一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統的優選實施例。
[0021]所述綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統，包括系統主機1，頂梁傾角傳感器2，掩護梁傾角傳感器3和連接線4 ;所述系統主機I包括交互接口，存儲裝置和數據處理器，所述交互接口用于接收所述頂梁傾角傳感器2和所述掩護梁傾角傳感器3自動傳輸或人工輸入的數據，并將經所述數據處理器處理后的結果傳輸給用戶，所述存儲裝置用于存儲所述交互接口接收或輸出的數據，所述數據處理器用于對所述交互接口接收的數據進行處理，獲得所述支架各鉸接點相對距離，進而獲得所述支架位態和活柱下縮量數據，并傳輸給所述交互接口 ；所述頂梁傾角傳感器2安裝于所述支架的頂梁5上，用于測定其傾角；所述掩護梁傾角傳感器3安裝于所述支架的掩護梁6上，用于測定其傾角；所述連接線4用于將所述頂梁傾角傳感器2和所述掩護梁傾角傳感器3與所述系統主機I連接。
[0022]在本實施例中，所述頂梁傾角傳感器2和所述掩護梁傾角傳感器3為多向傾角傳感器。
[0023]在本實施例中，所述數據處理器包括一個單片機。
[0024]采用本實施例中的綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統進行測定的綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定方法，包括如下步驟:
[0025](a)將所述工作面支架基本結構參數輸入所述系統主機(I)進行初始參數設置，包括底座(7)上分別與活柱(8)、前連桿(9)和后連桿(10)的鉸接位置參數，掩護梁(6)上分別與頂梁(5)、前連桿(9)和后連桿(10)的鉸接位置參數，頂梁(5)上與活柱(8)的鉸接位置參數，前連桿(9)和后連桿(10)上分別與底座(7)和掩護梁￠)的鉸接位置參數；
[0026](b)在所述支架初始狀態下，啟動所述綜采工作面支架位態和活柱下縮量測定系統；
[0027](c)根據所述頂梁傾角傳感器(2)和掩護梁傾角傳感器(3)測定結果，記錄所述支架初始狀態下，所述頂梁(5)和掩護梁￠)的初始傾角；
[0028](d)根據步驟(a)輸入的支架基本結構參數和所述頂梁(5)及掩護梁(6)的初始傾角測定結果，通過系統主機內部對支架結構的三角關系運算即可獲得所述支架的活柱與頂梁交接點(501)，頂梁與掩護梁鉸接點(502)，掩護梁與前連桿鉸接點(601)，掩護梁與后連桿鉸接點￠02)，底座與前連桿鉸接點(702)和底座與后連桿鉸接點(703)相對于底座與活柱鉸接點(701)的距離值或坐標值，其中，根據所述活柱與頂梁交接點(501)相對于所述底座與活柱鉸接點(701)的距離值或坐標值即可得到所述活柱(8)的初始高度H。；
[0029](e)在所述支架工作狀態下，實時通過所述掩護梁傾角傳感器(3)測得所述掩護梁(6)的傾角，并根據步驟(d)確定的數據，經所述系統主機⑴處理，獲得所述頂梁與掩護梁鉸接點(502)，所述掩護梁與前連桿鉸接點(601)，所述掩護梁與后連桿鉸接點(602)相對于所述底座與活柱鉸接點(701)的相對距離值或坐標值，并獲得所述掩護梁(6)與所述前連桿(9)和所述后連桿(10)之間夾角，即所述支架位態；
[0030](f)在所述支架工作狀態下，實時通過所述頂梁傾角傳感器(2)測得所述頂梁(5)的傾角，并根據步驟(e)確定的數據，進而經所述系統主機(I)處理，獲得所述活柱與頂梁交接點(501)相對于所述底座與活柱鉸接點(701)的相對距離值或相對坐標值，進而獲得所述活柱(8)實時狀態高度Hm;
[0031](g)根據步驟(f)確定的數據，獲得所述活柱(8)的下縮量Λ Ho
[0032]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統，其特征在于:包括系統主機(I)，頂梁傾角傳感器(2)，掩護梁傾角傳感器(3)和連接線(4); 所述系統主機(I)包括交互接口，存儲裝置和數據處理器，所述交互接口用于接收所述頂梁傾角傳感器(2)和所述掩護梁傾角傳感器(3)自動傳輸或人工輸入的數據，并將經所述數據處理器處理后的結果傳輸給用戶，所述存儲裝置用于存儲所述交互接口接收或輸出的數據，所述數據處理器用于對所述交互接口接收的數據進行處理，獲得所述支架各鉸接點相對距離，進而獲得所述支架多位態和活柱下縮量數據，并傳輸給所述交互接口 ；所述頂梁傾角傳感器(2)安裝于所述支架的頂梁(5)上，用于測定其傾角，數量為I個； 所述掩護梁傾角傳感器(3)安裝于所述支架的掩護梁(6)上，用于測定其傾角，數量為I個； 所述連接線(4)用于將所述頂梁傾角傳感器(2)和所述掩護梁傾角傳感器(3)與所述系統主機(I)連接。
2.根據權利要求1所述的綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統，其特征在于:所述頂梁傾角傳感器(2)和所述掩護梁傾角傳感器(3)為多向傾角傳感器。
3.根據權利要求2所述的綜采工作面支架多位態和活柱下縮量測定系統，其特征在于:所述數據處理器包括一個單片機。
【文檔編號】G01B21/02GK204228136SQ201420689403
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】范志忠, 毛德兵, 徐剛, 宋永斌, 孫學波, 秦海濤, 王東攀, 尹希文, 黃志增 申請人:天地科技股份有限公司