本发明属于煤矿巷道开采的技术领域，尤其涉及一种超前液压支架导航检测及倾角测量系统。
背景技术：
一组超前液压支架一般是由左右两个完全相同的液压支架和两个液压支架之间的连接液压缸组成。一组超前液压支架在支护过程中可以同时沿液压支架方向前推进移动，也可以通过两个液压支架之间的连接液压缸的伸缩使两个液压支架同时实现水平移动。但现阶段超前液压支架在工作过程中经常会有以下三种情况出现：其一，在超前液压支架向前推进或水平移动的过程中，其两侧支架外侧部分易撞到巷道两侧侧帮，阻碍液压支架向前推进。其二，在液压支架向前推进的过程中，若巷道底部或顶部存在岩石等障碍物，两侧支架的顶板及底板前端在前进过程中也会受到阻碍。其三，由于巷道底部或顶部不平坦，易造成单个液压支架顶板平面前后方向倾角过大或左右两个液压支架顶板平面高度差异过大，进而引起支架倾倒或故障。以上三种情况的发生都会影响超前液压支架的正常工作，延误工程并造成一定的经济损失，甚至危害煤矿工作人员的生命安全。
技术实现要素：
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种超前液压支架导航检测及倾角测量系统，能有效提高超前液压支架的安全工作效率，提升其工作过程中的安全系数，体现智能化采煤的先进性。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种超前液压支架导航检测及倾角测量系统，包括：
检测装置模块，包括超声传感器和倾角测量装置，用于检测障碍物距超前支护液压支架的距离、以及采集超前支护液压支架的倾角信号；
信号中转传输模块，包括信号整合发射器，位于巷道内并与所述检测装置模块连接，用于将接收到的来自各个超前液压支架的超声信号和倾角信号按照每台液压支架的编号进行汇总整理后，在以无线信号的形式发射到分析处理模块；
分析处理模块，位于巷道外并与所述信号中转传输模块连接，用于接收来自所述信号整合发射器的无线信号并进行分析，若分析结果发现异常，立刻发出警报给工作人员；若分析结果持续异常或异常数值较大，立刻发出指令停止超前液压支架的工作模式。
进一步的，所述超声传感器包括：
分别安装在超前液压支架的顶板和底板前方的顶板前端超声传感器和底板前端超声传感器，用于通过发射并接收超声波来判断前端是否有障碍物，并测得障碍物距超声传感器的距离，并将测得的信号以无线形式发射到所述信号整合发射器；
分别固定在顶板的前端和后端与顶板的前后水平推移液压缸相对应的位置的顶板侧前端超声传感器和顶板侧后端超声传感器，用于通过发射并接收超声波来判断顶板前后端的侧面是否有障碍物，并测得障碍物距超声传感器的距离；
固定在底板中部与底板水平推移液压缸相对应的位置上的底板侧中端超声传感器，用于通过发射并接收超声波来判断底板中部的侧面是否有障碍物，并测得障碍物距超声传感器的距离。
进一步的，所述倾角测量装置在单个超前液压支架的顶板和底板是各安装一套，包括：
安装在顶板或底板侧面的中间部位的中部基准位移传感器，用于采集顶板或底板的侧面中间部位的位移信号并将其传输给信号收集发射器；
安装在顶板或底板的侧面前端部位的前端位移传感器，用于采集顶板或底板的前端部位的位移信号并将其传输给信号收集发射器；
安装在顶板或底板的侧面后端部位的后端位移传感器，用于采集顶板或底板的后端部位的位移信号并将其传输给信号收集发射器；
安装在所述中部基准位移传感器旁边的信号收集发射器，用于将接收到的来自所述中部基准位移传感器、前端位移传感器和后端位移传感器的位移信号整理成倾角信号并以无线信号的形式发射到位于巷道内的信号整合发射器。
可选的，所述分析处理模块包括信号接收发射器和分析计算机，所述信号接收发射器接收到来自所述信号整合发射器的无线信号后将其传输给所述分析计算机进行分析。
由上，本发明的超前液压支架导航检测及倾角测量系统至少具有如下有益效果：
其一，设计了一种倾角测量装置，能够有效测量单个超前液压支架顶板或底板前后端的倾角偏离程度，提前预警因液压支架顶板或底板前后端倾角偏离程度过大而导致的设备故障会损坏。
其二，通过合理安装利用多个超声传感器能够有效预警及避免一组超前液压支架顶板或底板两侧部分发生撞击巷道侧帮、顶板或底板前端遇到障碍物的情况发生。
其三，通过合理安装及利用位移传感器，能有效测量一组超前液压支架两个支架的顶板及底板在竖直方向上的实际位置高度，避免出现因两侧液压支架顶板或底板的竖直高度差异过大引起故障的现象。
本发明的超前液压支架导航检测及倾角测量系统能有效提高超前液压支架的安全工作效率，提升其工作过程中的安全系数，体现智能化采煤的先进性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的单个超前液压支架的传感器的布置图；
图2为本发明提供的一组超前液压支架的传感器的布置图；
图3是本发明的超前液压支架导航检测及倾角测量系统的工作流程图。
其中：1-顶板前端超声传感器；2-顶板侧前端超声传感器；3-前端位移传感器；4-中部基准位移传感器；5-信号收集发射器；6-后端位移传感器；7-倾角测量装置；8-顶板侧后端超声传感器；9-底板前端超声传感器；10-底板侧中端超声传感器；11-信号整合发射器；12-信号接收发射器；13-分析计算机。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
如图1～3所示，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明提供的超前液压支架导航检测及倾角测量系统主要由三部分组成：检测装置模块、信号中转传输模块、分析处理模块。其中检测装置模块包括超声传感器、倾角测量装置7。信号中转传输模块包括信号整合发射器11。分析处理模块包括信号接收发射器12和分析计算机13。具体包括：顶板前端超声传感器1、底板前端超声传感器9、顶板侧前端超声传感器2、顶板侧后端超声传感器8、底板侧中端超声传感器10、中部基准位移传感器4、前端位移传感器3、后端位移传感器6、信号收集发射器5、信号整合发射器11、信号接收发射器12、分析计算机13。
本发明的超声传感器包括顶板前端超声传感器1、底板前端超声传感器9、顶板侧前端超声传感器2、顶板侧后端超声传感器8、底板侧中端超声传感器10。其中，所述顶板前端超声传感器1和底板前端超声传感器9安装在超前液压支架的顶板和底板的前方，作用是通过发射并接收超声波来判断前端是否有障碍物，并测得障碍物距超声传感器的距离，并将测得的信号以无线形式发射到信号整合发射器11。
同理，顶板侧前端超声传感器2、顶板侧后端超声传感器8分别固定在顶板的前端和后端与顶板的前后水平推移液压缸相对应的位置，作用是通过发射并接收超声波来判断顶板前后端的侧面是否有障碍物，并测得障碍物(或巷道壁)距超声传感器的距离。
底板侧中端超声传感器10固定在底板中部与底板水平推移液压缸相对应的位置上，作用是通过发射并接收超声波来判断底板中部的侧面是否有障碍物，并测得障碍物(或巷道壁)距超声传感器的距离。
本发明的倾角测量装置7包括中部基准位移传感器4、前端位移传感器3和后端位移传感器6、信号收集发射器5。所述倾角检测装置7在单个超前液压支架的顶板和底板各安装一套。所述中部基准位移传感器4安装在顶板或底板侧面的中间部位，作用是采集顶板或底板的侧面中间部位的位移信号(包括前后运动和水平运动的信号)并将其传输给信号收集发射器5。
所述前端位移传感器3安装在顶板或底板的侧面前端部位，作用是采集顶板或底板的前端部位的位移信号(包括前后运动和水平运动的信号)并将其传输给信号收集发射器5。
所述后端位移传感器6安装在顶板或底板的侧面后端部位，作用是采集顶板或底板的后端部位的位移信号(包括前后运动和水平运动的信号)并将其传输给信号收集发射器5。
所述信号收集发射器5安装在顶板或底板侧面并位于中部基准位移传感器4的旁边，作用是将接收到的来自中部基准位移传感器4、前端位移传感器3和后端位移传感器6的位移信号整理成倾角信号(水平倾角或竖直倾角)并以无线信号的形式发射到位于巷道内的信号整合发射器11。
本发明的信号整合发射器11位于巷道内，其会将接收到的来自各个超前液压支架的超声信号和倾角信号按照每台液压支架的编号进行汇总整理后，在以无线信号的形式发射到位于巷道外的信号接收发射器12。
本发明的信号接收发射器12接收到来自信号整合发射器11的无线信号后将其传输给所述分析计算机13进行分析，若分析结果发现异常(如超前液压支架顶板或底板的前端有较大障碍物、顶板或底板的侧面有较大的障碍物或距离巷道侧壁过近、顶板或底板的倾角过大等)，会立刻发出警报给工作人员，便于工作人员及时清除障碍物。若分析结果持续异常或异常数值较大，则会立刻发出指令停止超前液压支架的工作模式。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。