煤矿综采透明开采装置及系统的制作方法

本实用新型涉及煤炭行业煤矿智能开采技术领域，特别涉及一种煤矿综采透明开采装置及系统。

背景技术：

目前，煤炭煤矿行业综采工作面的液压支架状态，空间位置关系均无法得到有效监测；普通的液压支架只能测到支架的初撑力这一个的基础数据，最先进的智能采设备，还可以测得推拉油缸的行程，但还在使用流量测行程的方法，极为原始。

本申请发明人发现，煤炭煤矿行业在液压支架空间位置及状态的关系的测量是空白的。

因此，如何提供一种煤矿综采透明开采装置及系统，能够采集到液压支架空间位置关系和液压支架的行走轨迹数据，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种煤矿综采透明开采装置及系统，以解决现有技术中液压支架、刮板运输机、煤机机器滚筒定位空间位置及状态的关系测量尚处于空白阶段的技术问题。

本实用新型提供一种煤矿综采透明开采装置，包括：支架顶梁，所述支架顶梁连接有支架立柱油缸，所述支架顶梁的下方还设有刮板运输机和割煤机；所述支架顶梁上安装有第一信号传感器，所述支架立柱油缸上安装有第二信号传感器，所述刮板运输机上安装有第三信号传感器，所述割煤机上安装有第四信号传感器；所述第一信号传感器用于采集所述支架顶梁的前后俯仰角，所述第二信号传感器用于采集所述支架立柱油缸的俯仰角及左右倾斜角，所述第三信号传感器用于采集所述刮板运输机的俯仰角及左右倾斜角，所述第四信号传感器用于采集所述割煤机的俯仰角及左右倾斜角；所述第一信号传感器和所述第二信号传感器协同用于感应支架立柱油缸的行程高度，计算出综采工作面的采高；所述第二信号传感器和所述第三信号传感器协同用于测量所述刮板运输机与所述支架立柱油缸之间的距离。

其中，所述第一信号传感器、所述第二信号传感器、所述第三信号传感器和所述第四信号传感器均包括数据采集模块和数据传输模块；所述数据采集模块用于测量各传感器之间的位置关系及空间状态。

具体地，所述第一信号传感器、所述第二信号传感器、所述第三信号传感器和所述第四信号传感器均包括无线电距离感应器、激光雷达测量仪、激光雷达扫描仪和电子陀螺仪，以及分别与所述无线电距离感应器、所述激光雷达测量仪、所述激光雷达扫描仪和所述电子陀螺仪连接的无线数据传输器。

进一步地，所述的煤矿综采透明开采装置还包括：与所述第一信号传感器、所述第二信号传感器、所述第三信号传感器和第四信号传感器连接的数据集成器，所述数据集成器还连接有地面服务器和综采工作面端头基站。

更进一步地，所述地面服务器包括显示屏，所述显示屏用于通过3D可视影像显示和记录采集数据。

再进一步地，所述地面服务器连接有手机软件，用于在手机上查看采集数据。

相对于现有技术，本实用新型所述的煤矿综采透明开采装置具有以下优势：

本实用新型提供的煤矿综采透明开采装置中，包括：支架顶梁，支架顶梁连接有支架立柱油缸，支架顶梁的下方还设有刮板运输机和割煤机；支架顶梁上安装有第一信号传感器，支架立柱油缸上安装有第二信号传感器，刮板运输机上安装有第三信号传感器，割煤机上安装有第四信号传感器；第一信号传感器用于采集支架顶梁的前后俯仰角，第二信号传感器用于采集支架立柱油缸的俯仰角及左右倾斜角，第三信号传感器用于采集刮板运输机的俯仰角及左右倾斜角，第四信号传感器用于采集割煤机的俯仰角及左右倾斜角；第一信号传感器和第二信号传感器协同用于感应支架立柱油缸的行程高度，计算出综采工作面的采高；第二信号传感器和第三信号传感器协同用于测量刮板运输机与支架立柱油缸之间的距离。由此分析可知，本实用新型提供的煤矿综采透明开采装置中，由于在支架顶梁上安装有第一信号传感器，支架立柱油缸上安装有第二信号传感器，刮板运输机上安装有第三信号传感器，割煤机上安装有第四信号传感器，且第一信号传感器能够采集支架顶梁的前后俯仰角，第二信号传感器能够采集支架立柱油缸的俯仰角及左右倾斜角，第三信号传感器能够采集刮板运输机的俯仰角及左右倾斜角，第四信号传感器用于采集割煤机的俯仰角及左右倾斜角，同时第一信号传感器和第二信号传感器能够准确感应彼此之间的距离以确定综采工作面的采高，第二信号传感器和第三信号传感器能够准确感应彼此之间的距离以确定刮板运输机与支架立柱油缸之间的距离，因此本实用新型提供的煤矿综采透明开采装置能够采集到液压支架空间位置关系和液压支架的行走轨迹数据，从而有效弥补煤炭煤矿行业在液压支架、刮板运输机、煤机机器滚筒定位空间位置及状态关系的测量空白。

本实用新型还提供一种煤矿综采透明开采系统，包括：多个如上述任一项所述的煤矿综采透明开采装置。

其中，所述第二信号传感器能够测量相邻位置的所述第二信号传感器的相对位置，以用于确定所述支架立柱油缸的状态；所述第三信号传感器能够测量相邻位置的所述第三信号传感器的相对位置，以用于确定所述刮板运输机的状态。

具体地，所述第二信号传感器测量相邻位置的所述第二信号传感器的相对位置，包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差；所述第三信号传感器测量相邻位置的所述第三信号传感器的相对位置，包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差。

进一步地，所述第二信号传感器测量相邻位置的所述第二信号传感器的相对位置，所述第三信号传感器测量相邻位置的所述第三信号传感器的相对位置，并以第一个所述第一信号传感器为基准点、第N个所述第一信号传感器为验证点，形成综采工作面支架各点在空间上的曲线，以显示综采工作面的实时状态。

所述煤矿综采透明开采系统与上述煤矿综采透明开采装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种煤矿综采透明开采装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种煤矿综采透明开采装置的结构示意图。

图中：1－支架顶梁；2－支架立柱油缸；3－刮板运输机；4－割煤机；11－第一信号传感器；21－第二信号传感器；31－第三信号传感器；41－第四信号传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的一种煤矿综采透明开采装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的另一种煤矿综采透明开采装置的结构示意图。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种煤矿综采透明开采装置，包括：支架顶梁1，支架顶梁1连接有支架立柱油缸2，支架顶梁1的下方还设有刮板运输机3和割煤机4；支架顶梁1上安装有第一信号传感器11，支架立柱油缸2上安装有第二信号传感器21，刮板运输机3上安装有第三信号传感器31，割煤机4上安装有第四信号传感器41；第一信号传感器11用于采集支架顶梁1的前后俯仰角，第二信号传感器21用于采集支架立柱油缸2的俯仰角及左右倾斜角，第三信号传感器31用于采集刮板运输机3的俯仰角及左右倾斜角，第四信号传感器41用于采集割煤机4的俯仰角及左右倾斜角；第一信号传感器11和第二信号传感器21协同用于感应支架立柱油缸2的行程高度，计算出综采工作面的采高；第二信号传感器21和第三信号传感器31协同用于测量刮板运输机3与支架立柱油缸2之间的距离。

相对于现有技术，本实用新型实施例所述的煤矿综采透明开采装置具有以下优势：

本实用新型实施例提供的煤矿综采透明开采装置中，如图1所示，包括：支架顶梁1，支架顶梁1连接有支架立柱油缸2，支架顶梁1的下方还设有刮板运输机3和割煤机4；支架顶梁1上安装有第一信号传感器11，支架立柱油缸2上安装有第二信号传感器21，刮板运输机3上安装有第三信号传感器31，割煤机4上安装有第四信号传感器41；第一信号传感器11用于采集支架顶梁1的前后俯仰角，第二信号传感器21用于采集支架立柱油缸2的俯仰角及左右倾斜角，第三信号传感器31用于采集刮板运输机3的俯仰角及左右倾斜角，第四信号传感器41用于采集割煤机4的俯仰角及左右倾斜角；第一信号传感器11和第二信号传感器21协同用于感应支架立柱油缸2的行程高度，计算出综采工作面的采高；第二信号传感器21和第三信号传感器31协同用于测量刮板运输机3与支架立柱油缸2之间的距离。由此分析可知，本实用新型实施例提供的煤矿综采透明开采装置中，由于在支架顶梁1上安装有第一信号传感器11，支架立柱油缸2上安装有第二信号传感器21，刮板运输机3上安装有第三信号传感器31，割煤机4上安装有第四信号传感器41，且第一信号传感器11能够采集支架顶梁1的前后俯仰角，第二信号传感器21能够采集支架立柱油缸2的俯仰角及左右倾斜角，第三信号传感器31能够采集刮板运输机3的俯仰角及左右倾斜角，第四信号传感器用于采集割煤机的俯仰角及左右倾斜角，同时第一信号传感器11和第二信号传感器21能够准确感应彼此之间的距离以确定综采工作面的采高，第二信号传感器21和第三信号传感器31能够准确感应彼此之间的距离以确定刮板运输机3与支架立柱油缸2之间的距离，因此本实用新型实施例提供的煤矿综采透明开采装置能够采集到液压支架空间位置关系和液压支架的行走轨迹数据，从而有效弥补煤炭煤矿行业在液压支架、刮板运输机、煤机机器滚筒定位空间位置及状态关系的测量空白。

其中，上述第一信号传感器11、第二信号传感器21、第三信号传感器31和第四信号传感器41均可以包括数据采集模块和数据传输模块；该数据采集模块能用于测量各传感器之间的位置关系及空间状态，且空间状态是指传感器本身的俯仰角及水平角信息。

具体地，上述第一信号传感器11、第二信号传感器21、第三信号传感器31和第四信号传感器41均可以包括无线电距离感应器、激光雷达测量仪、激光雷达扫描仪和电子陀螺仪，以及分别与无线电距离感应器、激光雷达测量仪、激光雷达扫描仪和电子陀螺仪连接的无线数据传输器。

进一步地，本实用新型实施例提供的煤矿综采透明开采装置还可以包括：与第一信号传感器11、第二信号传感器21、第三信号传感器31和第四信号传感器41连接的数据集成器，且该数据集成器还可以通过传输线路连接有地面服务器和综采工作面端头基站，并经过计算机软件编程后，将相关采集数据记录。

更进一步地，上述地面服务器可以包括显示屏，且该显示屏能够用于通过3D可视影像显示和记录采集数据。

再进一步地，上述地面服务器还可以连接有手机软件，从而能够在手机上远程查看采集数据。

本实用新型实施例还提供一种煤矿综采透明开采系统，包括：多个(例如：N个)如上述任一项所述的煤矿综采透明开采装置。

其中，第二信号传感器21能够测量相邻位置的第二信号传感器21的相对位置，从而确定支架立柱油缸2的状态；第三信号传感器31能够测量相邻位置的第三信号传感器31的相对位置，从而确定刮板运输机3的状态。

具体地，第二信号传感器21能够测量相邻位置的第二信号传感器21的相对位置，包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差，从而确定支架立柱油缸2的状态；第三信号传感器31能够测量相邻位置的第三信号传感器31的相对位置，包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差，从而确定刮板运输机3的状态。

进一步地，第二信号传感器21测量相邻位置的第二信号传感器21的相对位置(包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差)，第三信号传感器31测量相邻位置的第三信号传感器31的相对位置(包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差)，并以第一个第一信号传感器11为基准点、第N个第一信号传感器11为验证点，形成综采工作面支架各点在空间上的曲线，且采集数据统一上传至地面服务器进行计算，并自动录入对应的模型，以显示综采工作面的实时状态。

本实用新型实施例提供的煤矿综采透明开采装置及系统中，由于在支架顶梁1上安装有第一信号传感器11，支架立柱油缸2上安装有第二信号传感器21，刮板运输机3上安装有第三信号传感器31，割煤机4上安装有第四信号传感器41，且第一信号传感器11能够采集支架顶梁1的前后俯仰角，第二信号传感器21能够采集支架立柱油缸2的俯仰角及左右倾斜角，第三信号传感器31能够采集刮板运输机3的俯仰角及左右倾斜角，第四信号传感器用于采集割煤机的俯仰角及左右倾斜角，同时第一信号传感器11和第二信号传感器21能够准确感应彼此之间的距离以确定综采工作面的采高，第二信号传感器21和第三信号传感器31能够准确感应彼此之间的距离以确定刮板运输机3与支架立柱油缸2之间的距离，因此能够采集到液压支架空间位置关系和液压支架的行走轨迹数据，从而有效弥补煤炭煤矿行业在液压支架、刮板运输机、煤机机器滚筒定位空间位置及状态关系的测量空白。

此外，本实用新型实施例提供的煤矿综采透明开采系统中，第二信号传感器21能够测量相邻位置的第二信号传感器21的相对位置(包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差)，第三信号传感器31能够测量相邻位置的第三信号传感器31的相对位置(包括前后距离的偏差和俯仰角的偏差)，并以第一个第一信号传感器11为基准点、第N个第一信号传感器11为验证点，形成综采工作面支架各点在空间上的曲线，且采集数据统一上传至地面服务器进行计算，并自动录入对应的模型，以显示综采工作面的实时状态

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。