本发明属于采煤机远程速度调节技术领域，尤其是涉及一种采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置及方法。
背景技术：
目前，国内外采煤机技术日新月异，自动化、智能化、无人化综采工作面不再是梦想，已经逐步将想法变成现实。由于客户对采煤机功能要求的不断提高，行业竞争越发激烈，各企业研发人员绞尽脑汁创新设计，致使采煤机技术快速提高，功能不断增加，性能越发稳定，但是仍然存在技术盲区。现阶段采煤机可以实现自动化割煤，但在自动截割模式下，采煤机运行速度根据参数设置固定不变，自动截割模式运行过程中无法根据采煤工作面实时条件改变采煤机运行速度，除非进行人为干预，但如此便不再运行自动割煤模式，成为人工控制割煤。为了实现采煤机自动截割模式下的运行速度调节，使采煤机在自动截割模式下可以根据不同采煤工作面条件快速调整采煤机的运行速度，实现采煤机自动截割可调速就显得很有必要。因此，现如今缺少一种设计合理的采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置及方法，使采煤机在自动截割模式下可以根据不同采煤工作面条件完成多段运行速度调节，实现自动化割煤的最优速度控制，通过精准、快速、可靠的速度调节，提高了采煤机自动割煤效率，增强了采煤机自动运行的安全性，使煤矿达到增产提效、安全生产的目的。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置，其设计合理且成本低，能根据采煤机实时运行工艺给定合适的运行速度，使得在采煤机在自动截割模式下的运行速度可调，实现自动化割煤的最优速度控制，使采煤机自动截割更加稳定、可靠、高效，有效地提高采煤机自动截割效率，改善自动运行状态，减少自动截割过程中的人为干预，实用性强。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置，其特征在于：包括设置在采煤机上的采煤机控制模块和对所述采煤机的运行速度进行调节的手持式调节模块，所述手持式调节模块包括手持控制器以及与手持控制器相接的第一无线收发模块，所述手持控制器的输入端接有速度输入按键，所述手持控制器的输出端设置有液晶显示屏、报警模块和第一指示灯，所述采煤机控制模块包括采煤机控制器以及与采煤机控制器相接的第二无线收发模块和存储器，所述采煤机控制器的输入端接有速度检测模块、行走方向检测模块和位置检测模块，以及速度阈值输入按键模块，所述采煤机控制器的输出端接有采煤机行走电机和第二指示灯，所述手持控制器通过第一无线收发模块和第二无线收发模块与采煤机控制器进行数据通信。
上述的采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置，其特征在于：所述速度阈值输入按键模块包括左运行速度阈值输入按键、右运行速度阈值输入按键和中间运行速度阈值输入按键，所述左运行速度阈值输入按键、右运行速度阈值输入按键和中间运行速度阈值输入按键的输出端均与采煤机控制器的输入端相接。
上述的采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置，其特征在于：所述手持式控制器为单片机、fpga微控制器、dsp微控制器或者arm微控制器；所述采煤机控制器为单片机、fpga微控制器、dsp微控制器或者arm微控制器。
上述的采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置，其特征在于：所述第一无线收发模块和第二无线收发模块均为无线射频收发模块。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便的采煤机自动截割模式下的多段运行速度进行调节的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采煤机当前位置的检测：采用位置检测模块对采煤机当前的位置进行实时检测，并将检测到的采煤机当前的位置发送至采煤机控制器，行走方向检测模块对采煤机的行走方向进行实时检测，并将检测到的采煤机的行走方向发送至采煤机控制器；
步骤二、采煤机当前位置的判断及采煤机运行速度的调节，具体过程如下：
步骤201、采煤机控制器对采煤机当前的位置进行判断，当采煤机当前的位置位于采煤工作面的左端头时，执行步骤202；当采煤机当前的位置位于采煤工作面的中间段时，执行步骤203；当采煤机当前的位置位于采煤工作面的右端头时，执行步骤204；其中，所述采煤工作面由左至右划分为左端头、中间段和右端头；
步骤202、采煤机控制器根据采煤机当前的位置和采煤机的行走方向判断采煤机是否工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤，当采煤机未工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，执行步骤2021；否则，执行步骤2022；
步骤2021、当采煤机未工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机控制器调取存储在存储器中的左运行速度vz，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为左运行速度vz，且采煤机控制器控制存储器对手持控制器发送来的通过速度输入按键输入的左运行速度调节值不保存，以使采煤机按照左运行速度vz运行；其中，所述左运行速度vz小于预先设定的存储在存储器中的左运行速度阈值；
步骤2022、当采煤机工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机控制器调取存储在存储器中的左行走加速值vzj，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为左行走加速值vzj，且采煤机控制器控制存储器对手持控制器发送来的通过速度输入按键输入的左行走加速调节值不保存，以使采煤机按照左行走加速值vzj运行；其中，所述左行走加速值vzj小于预先设定的存储在存储器中的左运行速度阈值；
步骤203、当采煤机当前的位置位于采煤工作面的中间段时，具体过程如下：
步骤2031、采煤机控制器调取存储在存储器中的中间运行初始速度v0，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为v0；
步骤2032、当需要调节采煤机的运行速度时，采煤机控制器通过第二无线收发模块和第一无线收发模块发送调速命令，手持控制器接收采煤机控制器发送的调速命令，工作人员通过速度输入按键输入中间行走调节值v1，手持控制器接收到中间行走调节值v1并通过第一无线收发模块和第二无线收发模块发送至采煤机控制器，且采煤机控制器对存储在存储器中的采煤机当前的中间运行初始速度v0被中间行走调节值v1更新，则采煤机控制器将中间行走调节值v1存储在存储器中，采煤机控制器调取存储在存储器中的中间行走调节值v1，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为v1；其中，所述中间段运行速度调节值v1小于预先设定的存储在存储器中的中间运行速度阈值；
步骤2033、重复步骤2032，工作人员通过速度输入按键输入下一个中间行走调节值v2，并发送至采煤机控制器，且采煤机控制器对存储在存储器中的采煤机当前的中间行走调节值v1被下一个中间行走调节值v2更新，则采煤机控制器将下一个中间行走调节值v2存储在存储器中，采煤机控制器调取存储在存储器中的下一个中间行走调节值v2，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为v2；其中，所述下一个中间段运行速度调节值v2小于预先设定的存储在存储器中的中间运行速度阈值；
步骤2034、多次重复步骤2033，工作人员通过速度输入按键输入第k个中间行走调节值vk，并发送至采煤机控制器，且采煤机控制器对存储在存储器中的采煤机当前的第k-1个中间行走调节值vk-1被第k个中间行走调节值vk更新，则采煤机控制器将第k个中间行走调节值vk存储在存储器中，采煤机控制器调取存储在存储器中的第k个中间行走调节值vk，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为vk，直至中间段采煤完毕；其中，所述第k个中间行走调节值vk和所述第k-1个中间行走调节值vk-1均小于预先设定的存储在存储器中的中间运行速度阈值；
步骤204、采煤机控制器根据采煤机当前的位置和采煤机的行走方向判断采煤机是否工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤，当采煤机未工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，执行步骤2041；否则，执行步骤2042；
步骤2041、当采煤机未工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机控制器调取存储在存储器中的右运行速度vy，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为右运行速度vy，且采煤机控制器控制存储器对手持控制器发送来的通过速度输入按键输入的右运行速度调节值不保存，以使采煤机按照右运行速度vy运行；其中，所述右运行速度vy小于预先设定的存储在存储器中的右运行速度阈值；
步骤2042、当采煤机工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机控制器调取存储在存储器中的右行走加速值vyj，采煤机控制器通过采煤机行走电机控制采煤机的运行速度为右行走加速值vyj，且采煤机控制器控制存储器对手持控制器发送来的通过速度输入按键输入的右行走加速调节值不保存，以使采煤机按照右行走加速值vyj运行；其中，所述右运行速度vy小于预先设定的存储在存储器中的右运行速度阈值；
步骤三、采煤机的运行速度的实时检测及传输：速度检测模块对采煤机的运行速度进行实时检测，并将检测到的采煤机的运行速度发送至采煤机控制器，采煤机控制器将接收到采煤机的运行速度通过第二无线收发模块和第一无线收发模块发送至手持式控制器，手持式控制器控制液晶显示屏显示采煤机的运行速度，使得采煤机位于左端头且采煤机工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机的运行速度满足左行走加速值vzj，采煤机位于左端头且采煤机未工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机的运行速度满足左运行速度vz，采煤机位于右端头且采煤机工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机的运行速度满足右行走加速值vyj，采煤机位于右端头且采煤机未工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机的运行速度满足右运行速度vy，采煤机位于中间段时，采煤机的运行速度满足第k个中间行走调节值vk。
上述的方法，其特征在于：步骤2021和步骤2022中所述左运行速度阈值的取值范围为0.7m/min～23m/min；步骤203中所述中间运行速度阈值的取值范围为0.7m/min～23m/min；步骤204中所述右运行速度阈值的取值范围为0.7m/min～23m/min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的速度调节装置结构简单、设计合理，能够对采煤机中间段采煤进行远程速度调节，既达到了采煤机中间段采煤远程速度调节的目的，满足采煤机自动截割模式下中间段煤层条件的改变而对采煤机的运行速度的调节，实用性强。
2、所采用的速度调节装置包括采煤机控制装置与手持式调节模块，使用效果好，第一，手持式控制器对采煤工作面中间段的运行速度进行远程调节，是因为采煤工作面的中间段较长，能远距离对中间段采煤远程速度调节，方便调节，且能满足中间段各个采煤层不同而实时改变运行速度，从而根据采煤机实时煤层条件不同给定合适的运行速度，使得在采煤机在自动截割模式下的运行速度可调，实现自动化割煤的最优速度控制，使采煤机自动截割更加稳定、可靠、高效，有效地提高采煤机自动截割效率，改善自动运行状态；
第二，当采煤机工作在左端头和右端头时，手持式控制器不能对采煤机的运行速度调节，保证了采煤机运行速度按照预先设定的运行速度进行运行，实现了在采煤机工作位置的阶段性控制。
3、所采用的手持式调节模块，能对采煤工作面的中间段进行多段速度调节，以尽可能大地满足各种煤层采煤条件，提高采煤效率。
4、所采用的采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节步骤简单、实现方便且操作简便，不仅保证采煤机在采煤中间段能远程速度调节，而且能在采煤机中间段能多次调节运行速度。
5、所采用的采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节操作简便且使用效果好，首先对采煤机当前位置的检测，根据采煤机当前位置判断采煤机运行速度调节的控制；然后，当采煤机工作在左端头和右端头时，通过手持式调节模块输入的远程速度调节值不保存在存储器中，使采煤机的运行速度按照已设定好的速度运行；当采煤机工作在中间段时通过手持式调节模块对采煤机进行远程速度调节，且使远程速度调节值保存在存储器中，使采煤机的运行速度为更新后的运行速度，进而能多次调节中间段运行速度，实现采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节，调节方便。
综上所述，本发明设计合理且成本低，能根据采煤机实时运行工艺给定合适的运行速度，使得在采煤机在自动截割模式下的运行速度可调，实现自动化割煤的最优速度控制，使采煤机自动截割更加稳定、可靠、高效，有效地提高采煤机自动截割效率，改善自动运行状态，减少自动截割过程中的人为干预，实用性强。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置的电路原理框图。
图2为本发明采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节方法的流程框图。
附图标记说明:
1—采煤机控制器；2—存储器；3—手持控制器；
4—报警模块；5—液晶显示屏；6—速度输入按键；
7—第一指示灯；8—第一无线收发模块；9—第二无线收发模块；
10—左运行速度阈值输入按键；11—右运行速度阈值输入按键；
12—中间运行速度阈值输入按键；13—行走方向检测模块；
14—位置检测模块；15—第二指示灯；16—采煤机行走电机；
17—速度检测模块。
具体实施方式
如图1所示的一种采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节装置，包括设置在采煤机上的采煤机控制模块和对所述采煤机的运行速度进行调节的手持式调节模块，所述手持式调节模块包括手持控制器3以及与手持控制器3相接的第一无线收发模块8，所述手持控制器3的输入端接有速度输入按键6，所述手持控制器3的输出端设置有液晶显示屏5、报警模块4和第一指示灯7，所述采煤机控制模块包括采煤机控制器1以及与采煤机控制器1相接的第二无线收发模块9和存储器2，所述采煤机控制器1的输入端接有速度检测模块17、行走方向检测模块13和位置检测模块14，以及速度阈值输入按键模块，所述采煤机控制器1的输出端接有采煤机行走电机16和第二指示灯15，所述手持控制器3通过第一无线收发模块8和第二无线收发模块9与采煤机控制器1进行数据通信。
本实施例中，所述速度阈值输入按键模块包括左运行速度阈值输入按键10、右运行速度阈值输入按键11和中间运行速度阈值输入按键12，所述左运行速度阈值输入按键10、右运行速度阈值输入按键11和中间运行速度阈值输入按键12的输出端均与采煤机控制器1的输入端相接。
本实施例中，通过左运行速度阈值输入按键10预先输入左运行速度阈值，并将左运行速度阈值存储在存储器2中，通过右运行速度阈值输入按键11预先输入运行速度阈值，并将运行速度阈值存储在存储器2中，通过中间运行速度阈值输入按键12预先输入中间运行速度阈值，并将中间运行速度阈值存储在存储器2中。
本实施例中，所述手持式控制器3为单片机、fpga微控制器、dsp微控制器或者arm微控制器；所述采煤机控制器1为单片机、fpga微控制器、dsp微控制器或者arm微控制器。
本实施例中，所述第一无线收发模块8和第二无线收发模块9均为无线射频收发模块。
如图2所示的一种采煤机自动截割模式下的多段运行速度调节方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、采煤机当前位置的检测：采用位置检测模块14对采煤机当前的位置进行实时检测，并将检测到的采煤机当前的位置发送至采煤机控制器1，行走方向检测模块13对采煤机的行走方向进行实时检测，并将检测到的采煤机的行走方向发送至采煤机控制器1；
步骤二、采煤机当前位置的判断及采煤机运行速度的调节，具体过程如下：
步骤201、采煤机控制器1对采煤机当前的位置进行判断，当采煤机当前的位置位于采煤工作面的左端头时，执行步骤202；当采煤机当前的位置位于采煤工作面的中间段时，执行步骤203；当采煤机当前的位置位于采煤工作面的右端头时，执行步骤204；其中，所述采煤工作面由左至右划分为左端头、中间段和右端头；
步骤202、采煤机控制器1根据采煤机当前的位置和采煤机的行走方向判断采煤机是否工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤，当采煤机未工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，执行步骤2021；否则，执行步骤2022；
步骤2021、当采煤机未工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的左运行速度vz，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为左运行速度vz，且采煤机控制器1控制存储器2对手持控制器3发送来的通过速度输入按键6输入的左运行速度调节值不保存，以使采煤机按照左运行速度vz运行；其中，所述左运行速度vz小于预先设定的存储在存储器2中的左运行速度阈值；
步骤2022、当采煤机工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的左行走加速值vzj，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为左行走加速值vzj，且采煤机控制器1控制存储器2对手持控制器3发送来的通过速度输入按键6输入的左行走加速调节值不保存，以使采煤机按照左行走加速值vzj运行；其中，所述左行走加速值vzj小于预先设定的存储在存储器2中的左运行速度阈值；
步骤203、当采煤机当前的位置位于采煤工作面的中间段时，具体过程如下：
步骤2031、采煤机控制器1调取存储在存储器2中的中间运行初始速度v0，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为v0；
步骤2032、当需要调节采煤机的运行速度时，采煤机控制器1通过第二无线收发模块9和第一无线收发模块8发送调速命令，手持控制器3接收采煤机控制器1发送的调速命令，手持控制器3控制第一指示灯7亮，工作人员通过速度输入按键6输入中间行走调节值v1，手持控制器3接收到中间行走调节值v1并通过第一无线收发模块8和第二无线收发模块9发送至采煤机控制器1，且采煤机控制器1对存储在存储器2中的采煤机当前的中间运行初始速度v0被中间行走调节值v1更新，则采煤机控制器1将中间行走调节值v1存储在存储器2中，采煤机控制器1控制第二指示灯15两，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的中间行走调节值v1，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为v1；其中，所述中间段运行速度调节值v1小于预先设定的存储在存储器2中的中间运行速度阈值；
步骤2033、重复步骤2032，工作人员通过速度输入按键6输入下一个中间行走调节值v2，并发送至采煤机控制器1，且采煤机控制器1对存储在存储器2中的采煤机当前的中间行走调节值v1被下一个中间行走调节值v2更新，则采煤机控制器1将下一个中间行走调节值v2存储在存储器2中，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的下一个中间行走调节值v2，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为v2；其中，所述下一个中间段运行速度调节值v2小于预先设定的存储在存储器2中的中间运行速度阈值；
步骤2034、多次重复步骤2033，工作人员通过速度输入按键6输入第k个中间行走调节值vk，并发送至采煤机控制器1，且采煤机控制器1对存储在存储器2中的采煤机当前的第k-1个中间行走调节值vk-1被第k个中间行走调节值vk更新，则采煤机控制器1将第k个中间行走调节值vk存储在存储器2中，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的第k个中间行走调节值vk，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为vk，直至中间段采煤完毕；其中，所述第k个中间行走调节值vk和所述第k-1个中间行走调节值vk-1均小于预先设定的存储在存储器2中的中间运行速度阈值；
本实施例中，所述预先设定的存储在存储器2中的中间运行速度阈值通过通过第二无线收发模块9和第一无线收发模块8发送至手持控制器3。
本实施例中，设置报警模块4，是为了在工作人员通过速度输入按键6输入的第k个中间行走调节值vk大于预先设定的的中间运行速度阈值时，手持控制器3控制报警模块4报警提醒，提高采煤机工作的安全性。
步骤204、采煤机控制器1根据采煤机当前的位置和采煤机的行走方向判断采煤机是否工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤，当采煤机未工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，执行步骤2041；否则，执行步骤2042；
步骤2041、当采煤机未工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的右运行速度vy，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为右运行速度vy，且采煤机控制器1控制存储器2对手持控制器3发送来的通过速度输入按键6输入的右运行速度调节值不保存，以使采煤机按照右运行速度vy运行；其中，所述右运行速度vy小于预先设定的存储在存储器2中的右运行速度阈值；
步骤2042、当采煤机工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的右行走加速值vyj，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为右行走加速值vyj，且采煤机控制器1控制存储器2对手持控制器3发送来的通过速度输入按键6输入的右行走加速调节值不保存，以使采煤机按照右行走加速值vyj运行；其中，所述右运行速度vy小于预先设定的存储在存储器2中的右运行速度阈值；
步骤三、采煤机的运行速度的实时检测及传输：速度检测模块17对采煤机的运行速度进行实时检测，并将检测到的采煤机的运行速度发送至采煤机控制器1，采煤机控制器1将接收到采煤机的运行速度通过第二无线收发模块9和第一无线收发模块8发送至手持式控制器3，手持式控制器3控制液晶显示屏5显示采煤机的运行速度，使得采煤机位于左端头且采煤机工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机的运行速度满足左行走加速值vzj，采煤机位于左端头且采煤机未工作在左端头斜切进刀和割左端头三角煤时，采煤机的运行速度满足左运行速度vz，采煤机位于右端头且采煤机工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机的运行速度满足右行走加速值vyj，采煤机位于右端头且采煤机未工作在右端头斜切进刀和割右端头三角煤时，采煤机的运行速度满足右运行速度vy，采煤机位于中间段时，采煤机的运行速度满足第k个中间行走调节值vk。
本实施例中，步骤2021和步骤2022中所述左运行速度阈值的取值范围为0.7m/min～23m/min步骤203中所述中间运行速度阈值的取值范围为0.7m/min～23m/min；步骤204中所述右运行速度阈值的取值范围为0.7m/min～23m/min。
本实施例中，采煤机控制器1对存储在存储器2中的采煤机当前的第k-1个中间行走调节值vk-1被第k个中间行走调节值vk更新，则采煤机控制器1将第k个中间行走调节值vk存储在存储器2中，采煤机控制器1调取存储在存储器2中的第k个中间行走调节值vk，采煤机控制器1通过采煤机行走电机16控制采煤机的运行速度为vk，从而使得采煤机在自动截割模式下中间段运行速度的调节，是因为现有的自动化采煤机是采用采煤机主控制器plc实现采煤机自动截割，在采煤机自动截割过程中，采煤机运行速度由参数设定模块预先给定，采煤机的运行速度不会根据煤层工作面段煤层条件实时更改采煤机运行速度，除非进行人为干预来更改采煤机运行速度，但这样会导致采煤机退出自动截割运行模式，当人工调节速度完后，采煤机重新启动自动截割运行模式，采煤机速度又会恢复为参数设定模块预先给定的速度，不会保持人工调节的速度值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。