專利名稱：具有記憶截割功能的薄煤層大功率自動化采煤機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煤礦開采設備領域，尤其涉及一種適應于薄煤層的井下采煤設備。
背景技術：
在我國，薄煤層儲量所占煤炭總儲量的比重比較大，僅國有煤礦薄煤層儲量比重就占20%左右，但由于薄煤層存在煤層較薄、厚度變化大、夾矸和斷層多等問題，對設備的可靠性和適應性要求較高，采用目前傳統(tǒng)的采煤工藝和方法開采會遇到諸多問題。采用現(xiàn)有的人工薄煤層開采方式，存在行人空間和操作空間較小、工人勞動強度較大等問題，若采用小功率采煤機，則會存在遇巖石或斷層無法向前推進等問題，如果采用一般的自動化控制功能，存在端頭尾處需人工斜切進刀、人工割三角煤等問題，這些問題都限制了對薄煤層的開米。為保證薄煤層資源的有效利用，降低工人勞動強度，需要一種能夠實現(xiàn)煤巖同采的自動化采煤設備，以實現(xiàn)對薄煤層的開采。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提供一種具有記憶截割功能的薄煤層大功率自動化采煤機，能夠在無人條件下實現(xiàn)自動斜切進刀、割三角煤、記憶截割、煤巖同采等功能，降低工人勞動強度，實現(xiàn)資源的有效開采。具有記憶截割功能的薄煤層大功率自動化采煤機，包括機械部分、控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，機械部分包括截割部、牽引部、行走部、電動機支撐腿和拖纜器，定位系統(tǒng)包括編碼器、角度傳感器和紅外傳感器；定位系統(tǒng)通過編碼器判斷采煤搖臂高度和采煤機位置，通過角度傳感器判斷俯仰采角度，通過紅外傳感器進行輔助定位，并將各點的采高、臥底量、牽引速度、牽引方向、斜切進刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次數(shù)進行存儲，在完整地學習一個循環(huán)后，進入記憶截割模式。薄煤層大功率自動化采煤機的機械部分可以采用雙電機并行布置，可以降低采煤機機身高度，同時配合矮槽幫刮板輸送機，使過煤空間和過機高度能達到合理范圍，在機械尺寸上滿足薄煤層開采的需求，同時，由于增大了機器的截割功率，實現(xiàn)了薄煤層開采中的煤巖同米。薄煤層大功率自動化采煤機的控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)采煤工藝進行程序設置，在程序設置時對各個控制功能進行模塊化單獨編寫，最后整體調(diào)用，同時設置外部接口，實現(xiàn)集成化、模塊化、參數(shù)化編程，將各功能進行集成，實現(xiàn)工作面斜切進刀、割三角煤、正常割煤、清浮煤等功能，并且可以實現(xiàn)同一功能連續(xù)重復操作。在定位方面，采煤機同時裝有編碼器、角度傳感器和紅外傳感器，檢測采煤機搖臂高度、采煤機位置和俯仰角，根據(jù)編碼器、角度傳感器的數(shù)值和已建立的模型判斷采煤搖臂高度、采煤機位置和俯仰采角度，同時通過紅外傳感器進行輔助定位，達到精確定位的效果O[0009]在記憶截割方面，采煤機進行記憶截割時先以人工示范刀的形式進行學習，之后通過編碼器判斷采煤機的位置和搖臂的高度，將各點的采高、臥底量、牽引速度、牽引方向、斜切進刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次數(shù)等數(shù)據(jù)進行存儲，在完整地學習一個循環(huán)后，進入記憶截割模式。按照學習軌跡實現(xiàn)自動化開采，在采煤機的順槽控制室內(nèi)設有采煤機遠程控制人機互動界面，如果開采過程中煤層發(fā)生變化，可以進行人工干預，實時修改參數(shù)，對記憶模式下的采煤機采高、臥底量及牽引速度進行調(diào)整。薄煤層大功率自動化采煤機通過CAN總線方式傳輸信號，減少布線和故障點，以加快系統(tǒng)運算速度，提高控制可靠性，還可以通過可靠的數(shù)據(jù)傳輸接口，增加系統(tǒng)網(wǎng)絡擴展功能。本實用新型的采煤機不僅實現(xiàn)了以往記憶截割功能中單一的正常割煤功能，還實現(xiàn)了斜切進刀、割三角煤、清浮煤等功能，同時模塊化和參數(shù)化操作使操作更靈活，更人性化。

·圖I為薄煤層大功率自動化采煤機布置結構圖；圖2為記憶截割模式示意圖圖I中左側搖臂與機身連接鉸軸1，左側行走部2，PLC控制器3，紅外傳感器4，右側行走部5，右側搖臂與機身連接鉸軸6。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好的理解本實用新型的技術方案，結合說明書附圖，對本實用新型做進一步描述。如圖I所示，具有記憶截割功能的薄煤層大功率自動化采煤機采用雙截割電機并行布置的形式，以降低空間，增大截割功率；在左側搖臂與機身連接的鉸軸I處和右側搖臂與機身連接的鉸軸6處設有編碼器，本實施例中采用軸編碼器，左側行走2和右側行走部5上設置的軸編碼器放置在牽引部輸出軸處，在搖臂進行升降或者采煤機行走的過程中，軸編碼器的數(shù)值會隨之變化，根據(jù)編碼器數(shù)值的變化確定采煤機搖臂的位置和采煤機行走的距離，同時設有紅外傳感器4，對其進行輔助定位，通過模型的建立，確定采煤機所在的位置及各個位置的姿態(tài)，將其存儲到數(shù)據(jù)庫中。采煤機在記憶截割時，如圖2所示，首先根據(jù)采煤工藝進行程序設計，然后下載到電控箱內(nèi)的PLC控制器3中，控制器根據(jù)程序執(zhí)行斜切進刀、割三角煤、中部割煤、清浮煤等各種功能，程序執(zhí)行時，采煤機將按照學習模式下儲存的數(shù)據(jù)進行記憶截割。在采煤機的順槽控制室內(nèi)設有采煤機遠程控制人機互動界面，可實時修改參數(shù)，對記憶模式下的各功能進行調(diào)整，以滿足不同工藝、不同工況的要求。
權利要求1.具有記憶截割功能的薄煤層大功率自動化采煤機，包括機械部分、控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，機械部分包括截割部、牽引部、行走部(2、5)、電動機、支撐腿和拖纜器，其特征在干，所述定位系統(tǒng)包括編碼器、角度傳感器和紅外傳感器(4);定位系統(tǒng)通過編碼器判斷采煤搖臂高度和采煤機位置，通過角度傳感器判斷俯仰采角度，同時用由紅外傳感器進行輔助定位，并將各點的采高、臥底量、牽引速度、牽引方向、斜切進刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次數(shù)進行存儲，在完整地學習ー個循環(huán)后，進入記憶截割模式。
2.根據(jù)權利要求I所述的薄煤層大功率自動化采煤機，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)(3)，每個控制功能的程序為模塊化單獨編寫，并設有外部接ロ。
3.根據(jù)權利要求I所述的薄煤層大功率自動化采煤機，其特征在于，所述的采煤機進行記憶截割時先以人工示范刀的形式進行學習，再通過編碼器判斷采煤機的位置和搖臂的高度，將各個數(shù)據(jù)進行存儲，在完整的學習一個循環(huán)后，進入記憶截割模式。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的薄煤層大功率自動化采煤機，其特征在于，所述的采煤機通過全CAN總線方式傳輸信號。
5.根據(jù)權利要求3所述的薄煤層大功率自動化采煤機，其特征在于，所述采煤機上設有順槽控制室，順槽控制室設有遠程控制人機互動界面。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的薄煤層大功率自動化采煤機，其特征在于，所述的編碼器可以為軸編碼器，在左側搖臂和右側搖臂上設置的軸編碼器放置在搖臂與機身連接的鉸軸(1、6)處，左側行走部(2)和右側行走部(5)上設置的軸編碼器放置在牽引部輸出軸處。
專利摘要具有記憶截割功能的薄煤層大功率自動化采煤機，包括機械部分、控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng)；定位系統(tǒng)包括編碼器、角度傳感器和紅外傳感器；定位系統(tǒng)通過編碼器判斷采煤搖臂高度、采煤機位置和俯仰采角度，由紅外傳感器進行輔助定位，并將各點的采高、臥底量、牽引速度、牽引方向、斜切進刀的起始位置、方向、是否清浮煤、清浮煤的位置、清浮煤次數(shù)進行存儲，在完整地學習一個循環(huán)后，進入記憶截割模式。本采煤機不僅實現(xiàn)了以往記憶截割功能中單一的正常割煤功能，還實現(xiàn)了斜切進刀、割三角煤、清浮煤等功能，同時模塊化和參數(shù)化操作使操作更靈活，更人性化。
文檔編號E21C35/24GK202578697SQ20122016442
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權日2012年4月18日
發(fā)明者宋秋爽, 袁智, 白西訓, 惠萬里, 胡登高, 孫鵬亮, 侯慧錦, 遲煥磊, 宋振鐸, 郝勇 申請人:中國煤礦機械裝備有限責任公司