一种液压支架前护帮板自动控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种液压支架自动控制系统及方法，具体是一种液压支架前护帮板自 动控制系统及方法，属于液压支架控制领域。
【背景技术】
[0002] 采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一，机械化采煤可W减轻工 人的体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。液压支架是一种利用液体 压力产生支撑力并实现自动移位来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，是综合机械 化采煤不可缺少的配套设备。
[0003] 目前，用采煤机割顶煤时，液压支架前护帮板的伸出和收回都是由工人手工操控： 当采煤机快要运动到接近前护帮板的位置时，工人提前将此位置附近的几架液压支架前护 帮板收回；当采煤机运动过该位置W后，工人调动液压阀将收回的液压支架前护帮板伸出。 在整个采煤过程中，工人都要根据采煤机的位置对相应的液压支架进行操控，使前护帮板 收回和伸出，防止采煤机割到液压支架前护帮板，造成事故的发生。运种方式主要有W下弊 端：（1)完成运种工作主要靠工人操作，需要工人一直跟随着采煤机在综采工作面走，一方 面，工人的劳动强度大，且不利于保证工人的人身安全，另一方面，无法达到少人化、无人化 的综采要求；（2)操作不及时容易酿成事故:若工人不能及时操作收回液压支架前护帮板， 采煤机会割到前护帮板，造成煤矿事故;若工人不能及时地将收回的前护帮板伸出，液压支 架的支护作用不能很好地实现，不利于煤矿的安全生产。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种液压支架前护帮板自动控制系统及 方法，能够实现液压支架前护帮板与采煤机的协同控制，无需工人进行人工操作，即可在采 煤机运行过程中，自动控制液压支架前护帮板的伸出和收回，减少工人的劳动强度，保证工 人的人身安全，减少煤矿事故的发生，达到少人化、无人化的综采要求。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是:一种液压支架前护帮板自动控制系统， 包括采煤机机载模块和液压支架控制模块；
[0006] 所述的采煤机机载模块包括采煤机实时参数采集模块、A/D转换模块一、DSP处理 模块一、MCU逻辑计算控制模块一、无线收发模块一、液压支架序号接收模块、数据库存储模 块和采煤机机载控制器;所述的采煤机实时参数采集模块与A/D转换模块一电信号连接，A/ D转换模块一和液压支架序号接收模块与DSP处理模块一电信号连接，DSP处理模块一、数据 库存储模块、无线收发模块一和采煤机机载控制器与MCU逻辑计算控制模块一电信号连接；
[0007] 所述的液压支架控制模块包括液压支架序号发射模块、液压支架油缸位移传感 器、A/D转换模块二、DSP处理模块二、MCU逻辑计算控制模块二、无线收发模块二、液压支架 总控制台和液压支架前护帮板油缸;所述的液压支架油缸位移传感器与A/D转换模块二电 信号连接，A/D转换模块二与DSP处理模块二电信号连接，DSP处理模块二、无线收发模块二、 液压支架序号发射模块和液压支架总控制台与MCU逻辑计算控制模块二电信号连接;液压 支架总控制台与液压支架前护帮板油缸通信连接；
[0008] 所述的液压支架序号接收模块和液压支架序号发射模块通信连接；
[0009] 所述的采煤机机载模块与液压支架控制模块通过无线收发模块一和无线收发模 块二通信连接。
[0010] 进一步的，所述的采煤机实时参数采集模块包括左滚筒轴编码器、右滚筒轴编码 器、左摇臂倾角传感器、右摇臂倾角传感器、左牵引部轴编码器和右牵引部轴编码器，分别 设在采煤机的左滚筒轴、右滚筒轴、左摇臂、右摇臂、左牵引轴和右牵引轴上，与A/D转换模 块一电信号连接进行实时通信。
[0011] 进一步的，所述的液压支架序号发射模块包括红外编码器和红外发射器，每台液 压支架上设一个红外编码器和红外发射器，红外编码器和对应的红外发射器电信号连接， 所有的红外编码器与MCU逻辑计算控制模块二电信号连接;所述的液压支架序号接收模块 包括设在采煤机上的红外接收器和红外解码器，红外接收器和红外解码器电信号连接，红 外解码器与DSP处理模块一电信号连接。
[0012] 进一步的，所述的红外接收器设在采煤机机体的中间位置。
[0013] -种液压支架前护帮板自动控制方法，包括如下步骤：
[0014] (1)对综采工作面上的N台液压支架从巧阳进行编号，每台液压支架上的红外编码 器、红外发射器、液压支架油缸位移传感器和液压支架前护帮板油缸的编号与该液压支架 的编号一致；
[0015] (2)MCU逻辑计算控制模块二发出命令至红外编码器，将当前的液压支架的序号进 行编码，并且让红外发射器一直处于持续发射的状态；
[0016] (3)采煤机移动切割顶煤，采煤机上的红外解码器对红外接收器接收到的红外信 号进行解码，判断红外信号的强度，并将解码后的结果经DSP处理模块一处理后传输至MCU 逻辑计算控制模块一；
[0017] (4)MCU逻辑计算控制模块一根据接收到的红外信号进行判断，将红外信号最强的 支架号确定为采煤机机身所处的支架处；
[0018] (5)采煤机机载模块中的数据库存储模块将其中存储的采煤机、液压支架的尺寸 参数传输至MCU逻辑计算控制模块一，MCU逻辑计算控制模块一根据当前采煤机截割滚筒的 摇臂倾角确定处于截割状态的滚筒:若左摇臂倾角大于右摇臂倾角，确定左截割滚筒处于 切割顶煤的状态;若右摇臂倾角大于左摇臂倾角，确定右截割滚筒处于切割顶煤的状态；
[0019] (6)MCU逻辑计算控制模块一根据处于切割顶煤状态的截割滚筒的倾角判定截割 滚筒是否达到截割顶板的角度:若截割滚筒的倾角达到截割顶板的角度，转至步骤(7);若 截割滚筒的倾角未达到截割顶板的角度，转至步骤(3);
[0020] (7)MCU逻辑计算控制模块一计算需要收回前护帮板的液压支架序号，无线收发模 块一将数据信息发送至无线收发模块二，无线收发模块二将接收到的信息传输至MCU逻辑 计算控制模块二并进行保存；
[0021] (8)MCU逻辑计算控制模块二根据接收到的无线收发模块二传输的信息和液压支 架油缸位移传感器的信息，判定采煤机当前截割滚筒处液压支架前护帮板是否收回：若液 压支架的前护帮板已收回，转至步骤(9);若液压支架的前护帮板未收回，转至步骤(10);
[0022] (9)无线收发模块二将数据信息发送至无线收发模块一，MCU逻辑计算控制模块一 判定此时采煤机的速度相对于采煤机的初始速度是否进行了调节:若进行了调节，转至步 骤(12);若未进行调节，转至步骤(13);
[0023] (lO)MCU逻辑计算控制模块二根据当前的采煤机的运行速度计算采煤机达到最近 未收回前护帮板的液压支架所需要的时间，并判定液压支架能否在此允许的时间内收回前 护帮板:若能收回前护帮板，重复步骤(3)、步骤(4)后转至步骤(7);若不能收回前护帮板， 转至步骤(11);
[0024] (11)无线收发模块二将信息发送至无线收发模块一，无线收发模块一将信息传输 至MCU逻辑计算控制模块一;MCU逻辑计算控制模块一发送命令至采煤机机载控制器，采煤 机机载控制器控制采煤机降低行进速度和滚筒截割速度，重复步骤(3)、步骤(4)后转至步 骤(7);
[0025] (12)MCU逻辑计算控制模块一发送命令至采煤机机载控制器，采煤机机载控制器 控制采煤机恢复至初始的行进速度和滚筒截割速度；
[00%] (13)无线收发模块一将信息发送至无线收发模块二，MCU逻辑计算控制模块二判 定未设及当前采煤机截割范围内的液压支架的前护帮板是否伸出：若伸出，转至步骤(3); 若未伸出，MCU逻辑计算控制模块二发送命令至液压支架总控制台，控制液压支架前护帮板 油缸伸出液压支架前护帮板，转至步骤(3 )，如此循环直至采煤机完成顶煤切割。
[0027] 本发明在采煤机上设采煤机机载模块，通过模块中的采煤机实时参数采集模块、 A/D转换模块一、DSP处理模块一、MCU逻辑计算控制模块一、数据库存储模块和采煤机机载 控制器，实现了对采煤机的实时参数的采集和对采煤机实时进行控制;在液压支架上设液 压支架控制模块，通过模块中的液压支架油缸位移传感器、A/D转换模块二、DSP处理模块 二、MCU逻辑计算控制模块二、液压支架总控制台和液压支架前护帮板油缸，实现了对液压 支架前护帮板伸出和收回状态的实时监