一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置的制作方法

本发明属于煤矿机械技术领域，特别是涉及一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置。

背景技术：

刮板输送机作为煤矿井下采煤时的重要运输设备，不仅作为采煤机的运行轨道，还为采煤机提供牵引和导向，并同时为液压支架提供连接点，从而实现液压支架和刮板输送机沿着采煤面推进方向不断推移。

由于刮板输送机能够成为采煤机与液压支架的桥梁，刮板输送机能否稳定运行，会直接影响采煤作业的顺利进行。对刮板输送机各项力学参数进行测试，是研究刮板输送机各项力学特性的重要手段，也是保证刮板输送机稳定运行的前提条件。

对刮板输送机的运行状态进行实时描述、对刮板输送机的空间状态进行准确定位、对采煤机截割筒高度和截深进行在线调整以及对液压支架推溜进行精确控制，是实现煤炭数字化和无人化开采的基础，也是当前国际采矿界研究的热点和难点。而通过对刮板输送机中部槽姿态进行在线检测，也是实现上述目标的前提条件之一，但中部槽姿态参数众多且不断变化，而现阶段用于中部槽姿态参数检测的装置又功能单一，其只能完成某一特定参数的检测，已经难以满足实际需要。因此，亟需设计一种全新的中部槽姿态在线检测装置，其应具备多参数检测能力，以满足技术人员对煤炭数字化和无人化开采的研究需要。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置，首次具备了中部槽姿态的多参数检测能力，有效满足了技术人员对煤炭数字化和无人化开采的研究需要。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置，包括编码器、伸缩杆、球形接头、第一固定座及第二固定座，所述伸缩杆水平设置，伸缩杆一端铰接在第一固定座上，伸缩杆另一端与球形接头相固连；在所述第二固定座内设置有水平沟槽，所述球形接头位于水平沟槽内，球形接头可在水平沟槽内水平转动；所述编码器固定安装第二固定座上，且编码器竖向设置，编码器的转轴穿过第二固定座并伸入水平沟槽内，且编码器的转轴端部与球形接头相固连。

在所述第二固定座上还固定安装有倾角传感器。

在所述编码器、第二固定座及倾角传感器外部安装有保护罩。

所述伸缩杆包括外导向筒、内滑杆及端盖，所述外导向筒通过其一端筒口会装在内滑杆上，内滑杆外端与球形接头相固连，内滑杆相对于外导向筒具有伸缩自由度和回转自由度；所述端盖安装在外导向筒的另一端筒口，且端盖通过销轴与第一固定座相铰接。

在所述外导向筒内部设置有位移传感器，位移传感器与外导向筒的内筒壁相固连，且位移传感器的测量杆端部与内滑杆的内端顶靠接触配合。

所述编码器采用单圈绝对式旋转编码器，通过变压原理无触点测量相邻中部槽之间的水平夹角。

所述倾角传感器采用双轴式数字输出型传感器，通过电容微型摆锤原理测量相邻中部槽之间的俯仰夹角和翻转夹角。

所述位移传感器采用自恢复式位移传感器，通过差动变压原理测量相邻中部槽之间的线性位移。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，首次具备了中部槽姿态的多参数检测能力，能够对相邻中部槽之间的水平夹角、俯仰夹角、翻转夹角及线性位移进行实时在线检测，有效满足了技术人员对煤炭数字化和无人化开采的研究需要。本发明的姿态在线检测装置还具有结构简单、使用方便、易于操控、数据检测直观及检测结果准确可靠的特点。

附图说明

图1为本发明的一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置(保护罩未画出)结构示意图；

图2为本发明的一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置的爆炸图；

图3为本发明与刮板输送机中部槽装配示意图；

图中，1-编码器，2-伸缩杆，3-球形接头，4-第一固定座，5-第二固定座，6-水平沟槽，7-倾角传感器，8-外导向筒，9-内滑杆，10-端盖，11-销轴，12-位移传感器，13-保护罩，14-前端中部槽，15-后端中部槽，16-姿态在线检测装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～2所示，一种刮板输送机中部槽姿态在线检测装置，包括编码器1、伸缩杆2、球形接头3、第一固定座4及第二固定座5，所述伸缩杆2水平设置，伸缩杆2一端铰接在第一固定座4上，伸缩杆2另一端与球形接头3相固连；在所述第二固定座5内设置有水平沟槽6，所述球形接头3位于水平沟槽6内，球形接头3可在水平沟槽6内水平转动；所述编码器1固定安装第二固定座5上，且编码器1竖向设置，编码器1的转轴穿过第二固定座5并伸入水平沟槽6内，且编码器1的转轴端部与球形接头3相固连。

在所述第二固定座5上还固定安装有倾角传感器7。

在所述编码器1、第二固定座5及倾角传感器7外部安装有保护罩13。

所述伸缩杆2包括外导向筒8、内滑杆9及端盖10，所述外导向筒8通过其一端筒口套装在内滑杆9上，内滑杆9外端与球形接头3相固连，内滑杆9相对于外导向筒8具有伸缩自由度和回转自由度；所述端盖10通过螺纹连接在外导向筒8的另一端筒口，且端盖10通过销轴11与第一固定座4相铰接。

在所述外导向筒8内部设置有位移传感器12，位移传感器12与外导向筒8内筒壁相固连，且位移传感器12的测量杆端部与内滑杆9内端顶靠接触配合。

所述编码器1采用单圈绝对式旋转编码器，通过变压原理无触点测量相邻中部槽之间的水平夹角。

所述倾角传感器7采用双轴式数字输出型传感器，通过电容微型摆锤原理测量相邻中部槽之间的俯仰夹角和翻转夹角。

所述位移传感器12采用自恢复式位移传感器，通过差动变压原理测量相邻中部槽之间的线性位移。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

如图3所示，将本发明的姿态在线检测装置安装到刮板输送机中部槽上。进行安装前，首先在刮板输送机上选取相邻的两处中部槽，分别定义为前端中部槽14和后端中部槽15，而本发明的姿态在线检测装置16位于前端中部槽14和后端中部槽15相接处，其中第一固定座4与前端中部槽14焊接固连在一起，第二固定座5与后端中部槽15焊接固连在一起。

当前端中部槽14与后端中部槽15之间在水平方向产生相对转动时，会驱使伸缩杆2产生摆转，并带动球形接头3在水平沟槽6内产生水平转动，进而通过球形接头3的水平转动带动编码器1的转轴进行转动，通过编码器1转轴的旋转使编码器1产生角度信号，该角度信号就是相邻中部槽之间的水平夹角。

当前端中部槽14与后端中部槽15之间在产生相对俯仰或翻转时，会带动第二固定座5发生倾斜，进而带动其上的倾角传感器7同步产生倾斜，通过倾角传感器7的倾斜使倾角传感器7产生倾角信号，该倾角信号就是相邻中部槽之间的俯仰夹角或翻转夹角。同时，当前端中部槽14与后端中部槽15之间在产生相对俯仰时，伸缩杆2会通过销轴11在第一固定座4的铰接点处随动，完全不会干涉前端中部槽14与后端中部槽15进行相对俯仰。当前端中部槽14与后端中部槽15之间在产生相对翻转时，伸缩杆2的内滑杆9会在外导向筒8内跟随转动，完全不会干涉前端中部槽14与后端中部槽15进行相对翻转。

当前端中部槽14与后端中部槽15之间的间距发生变化时，会驱使伸缩杆2内的内滑杆9与外导向筒8之间产生相对位移，并通过内滑杆9的伸缩位移驱动位移传感器12的测量杆动作，进而通过驱动测量杆时位移传感器12产生位移信号，该位移信号就是相邻中部槽之间的线性位移。

另外，编码器1测得的水平夹角数据、倾角传感器7测得的俯仰夹角或翻转夹角数据及位移传感器12测得的线性位移数据通过rs485通讯方式进行汇总，并将汇成的总线与计算机相连，而所有测得的数据均通过计算机进行读取和显示。由于rs485是双向、半双工通讯协议，其允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，且其中的每个驱动器都能够脱离总线，其比传统的rs422通讯方式相比具有更好的稳定性，且具有更好的接收器输入阻抗和更宽的共模范围(-7v～+12v)。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。