一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置及方法与流程

本发明涉及一种销断裂检测装置及方法，特别是一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置及方法。

背景技术：

综采工作面推进过程中，刮板输送机中部槽受到自身重力、载煤力以及推移阻力等多种载荷共同作用，且受到刮板输送机直线度、地面的起伏程度、任意相邻中部槽段之间的弯曲角度以及哑铃销自身强度的影响，极易造成中部槽和哑铃销的磨损和断裂，严重致中部槽连接错位或脱开，中部槽哑铃销座的联结强度远强于哑铃销，一旦哑铃销断裂，即可判断中部槽连接失效。

目前，综采工作面矿井生产过程，对于中部槽联接哑铃销断裂故障的检测依然沿用传统的人工方式，中部槽无明显的错位或脱开很难人工辨别并及时更换断裂的哑铃销，存在巨大安全隐患。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供了一种可靠性强、精确度高、易于维护的中部槽联接哑铃销断裂检测装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：该断裂检测装置包括固锁装置和哑铃销姿态监测装置；在刮板输送机中部槽上连接有哑铃销和哑铃销姿态监测装置，固锁装置和哑铃销姿态监测装置各相邻部件之间通过定位螺栓连接；哑铃销断裂检测装置布置在铲煤板一侧，避免了推移过程中的受力冲击。

所述固锁装置用于哑铃销姿态监测装置的定位，包括：弹性定位圈和弹性紧固环，弹性紧固环连接在弹性支撑杆上，弹性定位圈对称设置在任意相邻中部槽联接哑铃销销杆两端；弹性支撑杆的中间位置连接有十字万向节点；

所述的十字万向节点由发射基座、接收基座和十字节组成，发射基座腔内设置有红外发射器，接收基座腔内设置有红外接收器，两基座可沿水平和竖直方向旋转，引线孔用于布线；在发射基座和接收基座的中心均有中心孔，在发射基座和接收基座上同时还有引线孔；发射基座、接收基座和十字万向节的中心孔尺寸大小相同，中心孔的中心轴线在同一条水平线上。

所述的哑铃姿态监测装置用于红外信号的监测；包括红外接收器、红外发射器和信号处理模块，信号处理模块用于红外信号的数据处理；哑铃姿态监测装置的红外接收器和红外发射器与信号处理模块的输出端连接；信号处理模块通过无线通讯网络与上位机连接，上位机实施数据处理存储显示、实进预警和远程控制；所述的无线通讯网络包括：ZigBee节点、ZigBee无线路由模块和ZigBee协调器，Zigbee路由模块采用CC2530片选系统，实现与上位机的实时通讯；所述上位机包括以ARM芯片为微处理器的信号处理系统、以MCGS工控软件为核心的数显单元以及自动报警装置。

一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置的检测方法，包括以下步骤：

a)、对任意相邻刮板输送机之间的联接哑铃销姿态监测装置进行统一编号，检测装置红外发射器发射红外信号由红外接收器接收，红外接收器输出端接信号处理模块，信号处理模块将红外信号解码并数据转换得到对应的数字量，然后与统一编号的zigbee节点模块电气连接，通过无线通讯网络将数据传输给上位机，无线通讯网络由多组zigbee路由器模块和协调器模块组成，可多跳选择路径进行数据传输；

b)、哑铃销断裂故障诊断：上位机对数据实时处理，得到红外接收器接收红外信号强度理论数值为N₀，检测过程中zigbee节点采集到的红外信号强度实际数值为N,设定参考变量M₀％＝|N-N₀|/N₀，其阈值为10％：当M₀％取值大小接近零时，表明哑铃销正常工作；M₀％超过10％时，表明十字万向节点发生水平或竖直方向的偏转，此时无法正常接收红外信号，哑铃销断裂，上位机可依据哑铃销姿态监测装置编号及ZigBee节点组网ID号判定断裂哑铃销位置；

c)、重复步骤a、b，实时检测哑铃销断裂情况，并由上位机对接收数据处理、存储和显示，进一步地，实现哑铃销断裂故障的实时预警及对断裂部位的中部槽推移动作远程控制。

有益效果：由于采用了上述方案，哑铃销一旦发生断链故障，发射基座和接收基座之间的十字万向节便发生水平或竖直方向的偏转，此时无法正常接收红外信号，以哑铃销断裂检测装置接收的红外信号强度为参考来准确判定哑铃销断裂情况，并可由上位机快速确定断裂哑铃销的位置，大大简化了检测程序，克服了人工检测的盲目低效，为哑铃销断裂故障的实时预警及工作面远程控制提供了可靠依据。

附图说明

图1为本发明断裂检测装置的布置图。

图2为本发明断裂检测装置安装示意图。

图3为本发明固锁装置和哑铃销姿态监测装置结构示意图。

图4为本发明的控制装置连接示意图。

图中：1、刮板输送机中部槽，2、哑铃销，21、哑铃销销杆，3、哑铃销姿态监测装置，31、固锁装置，311弹性定位圈，312、弹性紧固环,32、弹性支撑杆，33、十字万向节点，331、发射基座，332、十字节，333、接收基座，334、引线孔，335、中心孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

该断裂检测装置包括固锁装置31和哑铃销姿态监测装置；在刮板输送机中部槽1上连接有哑铃销2和哑铃销姿态监测装置3，固锁装置31和哑铃销姿态监测装置3各相邻部件之间通过定位螺栓连接；哑铃销断裂检测装置布置在铲煤板一侧，避免了推移过程中的受力冲击。

所述固锁装置31用于哑铃销姿态监测装置的定位，包括：弹性定位圈311和弹性紧固环312，弹性紧固环312连接在弹性支撑杆32上，弹性定位圈311对称设置在任意相邻中部槽联接哑铃销销杆21两端；弹性支撑杆32的中间位置连接有十字万向节点33；

所述的十字万向节点33由发射基座331、接收基座333和十字节332组成，发射基座331腔内设置有红外发射器，接收基座333腔内设置有红外接收器，两基座可沿水平和竖直方向旋转，引线孔334用于布线；在发射基座331和接收基座334的中心均有中心孔335，在发射基座331和接收基座334上同时还有引线孔334；发射基座、接收基座和十字万向节的中心孔尺寸大小相同，中心孔的中心轴线在同一条水平线上。

所述的哑铃姿态监测装置3用于红外信号的监测；包括红外接收器、红外发射器和信号处理模块，信号处理模块用于红外信号的数据处理；哑铃姿态监测装置3的红外接收器和红外发射器与信号处理模块的输出端连接；信号处理模块通过无线通讯网络与上位机连接，上位机实施数据处理存储显示、实进预警和远程控制；所述的无线通讯网络包括：ZigBee节点、ZigBee无线路由模块和ZigBee协调器，Zigbee路由模块采用CC2530片选系统，实现与上位机的实时通讯；所述上位机包括以ARM芯片为微处理器的信号处理系统、以MCGS工控软件为核心的数显单元以及自动报警装置。

一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置的检测方法，包括以下步骤：

a)、对任意相邻刮板输送机之间的联接哑铃销姿态监测装置进行统一编号，检测装置红外发射器发射红外信号由红外接收器接收，红外接收器输出端接信号处理模块，信号处理模块将红外信号解码并数据转换得到对应的数字量，然后与统一编号的zigbee节点模块电气连接，通过无线通讯网络将数据传输给上位机，无线通讯网络由多组zigbee路由器模块和协调器模块组成，可多跳选择路径进行数据传输；

b)、哑铃销断裂故障诊断：上位机对数据实时处理，得到红外接收器接收红外信号强度理论数值为N₀，检测过程中zigbee节点采集到的红外信号强度实际数值为N,设定参考变量M₀％＝|N-N₀|/N₀，其阈值为10％：当M₀％取值大小接近零时，表明哑铃销正常工作；M₀％超过10％时，表明十字万向节点发生水平或竖直方向的偏转，此时无法正常接收红外信号，哑铃销断裂，上位机可依据哑铃销姿态监测装置编号及ZigBee节点组网ID号判定断裂哑铃销位置；

c)、重复步骤a、b，实时检测哑铃销断裂情况，并由上位机对接收数据处理、存储和显示，进一步地，实现哑铃销断裂故障的实时预警及对断裂部位的中部槽推移动作远程控制。

实施例1：为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

在图1、2中，一种中部槽联接哑铃销2断裂检测装置3,该断裂检测装置包括固锁装置31和哑铃销姿态监测装置；所述固锁装置用于哑铃销姿态监测装置的定位，姿态监测装置用于红外信号的监测；所述信号处理模块用于红外信号的数据处理，无线通讯网络由ZigBee无线数传模块构成，Zigbee模块采用CC2530片选系统，可实现与上位机的实时通讯；所述上位机包括以ARM芯片为微处理器的信号处理系统、以MCGS工控软件为核心的数显单元以及自动报警装置等。

如图2、3，所述固锁装置包括弹性定位圈311和弹性紧固环312，弹性定位圈对称设置在任意相邻中部槽1联接哑铃销销杆21两端；所述姿态监测装置包括弹性支撑杆32、红外收发器和十字万向节点33；固锁装置和姿态监测装置各相邻部件之间通过定位螺栓连接。

所述十字万向节点由发射基座331、接收基座333和十字节332组成，发射基座腔内设置有红外发射器，接收基座腔内设置有红外接收器，两基座可沿水平和竖直方向旋转，引线孔334用于布线；

所述哑铃销断裂检测装置布置在铲煤板一侧，避免了推移过程中的受力冲击；所述哑铃销姿态监测装置的发射基座、接收基座和十字万向节有相同尺寸大小的中心孔335，且中心孔的中心轴线在同一条水平线上。

如图4，一种中部槽联接哑铃销断裂检测装置的检测方法，包括以下步骤：

a)、对任意相邻刮板输送机之间的联接哑铃销姿态监测装置进行统一编号，检测装置红外发射器发射红外信号由红外接收器接收，红外接收器输出端接信号处理模块，信号处理模块将红外信号解码并数据转换得到对应的数字量，然后与统一编号的zigbee节点模块电气连接，通过无线通讯网络将数据传输给上位机，无线通讯网络由多组zigbee路由器模块和协调器模块组成，可多跳选择路径进行数据传输；

b)、哑铃销断裂故障诊断：上位机对数据实时处理，得到红外接收器接收红外信号强度理论数值为N₀，检测过程中zigbee节点采集到的红外信号强度实际数值为N,设定参考变量M₀％＝|N-N₀|/N₀，其阈值为10％：当M₀％取值大小接近零时，表明哑铃销正常工作；M₀％超过10％时，表明十字万向节点发生水平或竖直方向的偏转，此时无法正常接收红外信号，哑铃销断裂，上位机可依据哑铃销姿态监测装置编号及ZigBee节点组网ID号判定断裂哑铃销位置；

c)、重复步骤a、b，实时检测哑铃销断裂情况，并由上位机对接收数据处理、存储和显示，进一步地，可实现哑铃销断裂故障的实时预警及对断裂部位的中部槽推移动作远程控制等。