一种防滑大倾角液压支架及其控制方法与流程

本发明涉及煤矿用液压支架领域领域，尤其涉及一种防滑大倾角液压支架和一种防滑大倾角支架控制方法。
背景技术：
：液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物。将采面矿压以外载的形式作用在液压支架上，液压支架利用液体压力产生支撑力，以进行顶板的支护作业。液压支架解体与组装顶梁的过程中，由于顶梁解体或安装前，支架偏重，需要一个装置用于稳定液压支架的重心，用于支架的顺利解体与组装，同时不同的液压支架对于装置的高度要求也有区别。目前，在井下解体与组装液压支架过程中，通常使用木料等填充物协助液压支架的重心稳定，具体的，可采用木料等垫在液压支架后连杆下方，以稳定液压支架的重心，防止压支架因重心不稳等发生倒塌等事故。然而，使用木料等垫在液压支架后连杆下方，因木料通常为拼凑填垫在液压支架后连杆下方，不同木料之间容易产生滑动、移位，且木料本身的力学性能较差，所以进行液压支架的重心稳定作业时，仍然存在重心不稳的现象，存在安全隐患。技术实现要素：本发明设计开发了一种防滑大倾角液压支架，其底座下方设置有多个可调节高度的支撑柱，能够在提高支架承重能力的同时，有效防止支架侧倾。本发明还设计了一种防滑大倾角液压支架的控制方法，能够根据检测到的承载压力，精准控制支撑柱的承重高度，能够在增大承重力的同时起到增大摩擦力的效果，有效避免支架重心不稳造成的侧倾。本发明提供的技术方案为：一种防滑大倾角液压支架，包括：顶梁；液压支架，其支撑在所述顶梁底部；探梁机构，其连接所述顶梁，所述探梁机构包括：前探梁，其固定连接在所述顶梁上与支护面相对的壁面；伸缩梁，可滑动地连接所述前探梁；伸缩梁驱动机构，其一端连接所述前探梁，另一端连接所述伸缩梁；以及底座，其设置在所述液压支架下方，并包括多个套筒和多个支撑柱，所述套筒设置于所述底座上，每个套筒相对于水平地面均呈直立状态，每套筒中设置一个支撑柱，所述支撑柱可在所述套筒中伸缩，以形成不同的支撑高度。优选的是，所述套筒边缘设有定位装置，用于将所述套筒内的支撑柱定位在不同的支撑高度上。优选的是，所述定位装置包括定位销与沿所述套筒直立高度方向等间隔设置的多个定位孔，所述定位销插入不同定位孔中，以将所述套筒内的支撑柱定位于不同支撑高度上。优选的是，所述探梁机构，包括：托梁，其可滑动地连接于所述前探梁，所述托梁的一端连接所述伸缩梁的伸出端。优选的是，所述探梁机构还包括：一级护帮板，其一端铰接设置在所述伸缩梁的伸出端，另一端为自由端；一级护帮板驱动机构，其一端连接所述一级护帮板，另一端连接所述托梁。优选的是，所述探梁机构还包括：二级护帮板，其一端铰接于所述一级护帮板的自由端；二级护帮板驱动机构，其一端连接于所述二级护帮板，另一端连接于所述一级护帮板。一种防滑大倾角液压支架的防滑控制方法，包括以下步骤：采集液压支架顶部压力P，液压支架侧倾角α，初次来压步距l1，煤层开采厚度H，初次垮落步距l2；计算侧滑评估因数，并将其与预设评估因数作比较得到评估因数偏差信号，将液压支架顶部压力与液压支架的最大承重压力作较得到顶部压力偏差信号；将评估因数偏差信号经过微分计算得到评估因数变化率信号；将顶部压力偏差信号经过微分计算后得到顶部压力变化率信号；将评估因数变化率信号和气体浓度变化率信号输入模糊控制器，输出为支撑柱的定位高度。优选的是，所述侧滑评估因数的计算公式为：优选的是，所述侧滑评估因数和支架顶部压力的模糊集为：{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。优选的是，所述模糊控制器的输入和输出变量的隶属度函数均选择三角形隶属度函数。本发明的有益效果本发明提供的防滑大倾角液压支架，其底座下方设置有多个可调节高度的支撑柱，能够在提高支架承重能力的同时，有效防止支架侧倾。本发明提供的防滑大倾角液压支架的控制方法，能够根据检测到的承载压力，精准控制支撑柱的承重高度，能够在在增大承重力的同时起到增大摩擦力的效果，有效避免支架重心不稳造成的侧倾。附图说明图1为本发明所述的防滑大倾角液压支架的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本发明提供的一种防滑大倾角液压支架，包括：顶梁110、液压支架120、探梁机构130和底座140。其中，液压支架120支撑在顶梁110底部；探梁机构130，其连接顶梁110，探梁机构130包括：前探梁，其固定连接在顶梁110上与支护面相对的壁面；伸缩梁可滑动地连接前探梁；伸缩梁驱动机构，其一端连接前探梁131，另一端连接伸缩梁；如图1所示，底座其设置在液压支架120下方，并包括多个套筒和多个支撑柱，套筒设置于底座140上，每个套筒相对于水平地面均呈直立状态，每套筒中设置一个支撑柱，支撑柱可在所述套筒中伸缩，以形成不同的支撑高度。作为一种优选，套筒边缘设有定位装置，用于将所述套筒内的支撑柱定位在不同的支撑高度上，支撑柱表面设置有外螺纹，套筒边缘设置有内螺纹，用于将支撑柱锁紧。在另一实施例中，定位装置包括定位销与沿所述套筒直立高度方向等间隔设置的多个定位孔，定位销插入不同定位孔中，以将套筒内的支撑柱定位于不同支撑高度上。作为一种优选还包括托梁，其可滑动地连接于前探梁，托梁的一端连接所述伸缩梁的伸出端。一级护帮板，其一端铰接设置在伸缩梁的伸出端，另一端为自由端；一级护帮板驱动机构，其一端连接一级护帮板，另一端连接所述托梁。二级护帮板其一端铰接于一级护帮板的自由端；二级护帮板驱动机构，其一端连接于二级护帮板，另一端连接于所述一级护帮板。一种防滑大倾角液压支架的防滑控制方法，包括以下步骤：采集液压支架顶部压力P，液压支架侧倾角α，初次来压步距l1，煤层开采厚度H，初次垮落步距l2；计算侧滑评估因数将其与预设侧滑评估因数作比较得到评估因数偏差信号，液压支架顶部压力与液压支架的最大承重压力Pmax＝0.35MPa作较得到顶部压力偏差信号；将侧滑评估因数偏差信号经过微分计算得到侧滑评估因数变化率信号；将顶部压力偏差信号经过微分计算后得到顶部压力变化率信号；将侧滑评估因数变化率信号e1、顶部压力变化率信号e2输入模糊控制器，输出为支撑柱的定位高度。其中，e1、e2、q的实际变化范围分别为[-1，1]，[-1,1]，[0,40]；E1、E2、的离散论域均为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，Q的离散论域为{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}则量化因子k1＝6/1，k2＝6/1，比例因子k3＝10/60定义模糊子集及隶属函数：把侧滑评估因数变化率信号分为7个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出评估因数变化率信号e1的隶属度函数表，如表1所示。表1侧滑评估因数变化率信号e1的隶属度函数表e1-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000把顶部压力变化率信号e2分为7个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出顶部压力变化率信号e2的隶属度函数表，如表2所示。表2顶部变化率信号e2的隶属度函数表e2-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000把支撑柱的高度q分为七个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出支撑柱高度q的隶属的函数表，如表3所示。表3支撑柱高度q的隶属度函数表q012345678910PB000000000.20.71.0PM00000000.21.00.80.2PS0000000.81.00.200ZR000000.50.50000NB000.20.81.00.800000NM0.20.81.00.80.2000000NS1.00.70.200000000模糊推理过程必须执行复杂的矩阵运算，计算量非常大，在线实施推理很难满足控制系统实时性的要求，本发明采用查表法进行模糊推理运算，模糊推理决策采用双输入单输出的方式，控制规则由下列推理语言构成：IfeisAiandecisBithenΔKjisCi其中，Ai、Bi、Ci分别为ec1、ec2和q模糊子集。通过经验可以总结出模糊控制器的初步控制规则，其中参数q控制规则见表4。表4为模糊控制规则表模糊控制器根据得出的模糊值对输出信号进行解模糊化，得到第一鼓风机的风速，求模糊控制查询表，由于论域是离散的，模糊控制规则及可以表示为一个模糊矩阵，采用单点模糊化，求出模糊控制查询表，见表5表5模糊控制查询表尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。当前第1页1 2 3