一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统

文档序号:376511 发布日期:2021-12-10 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统 (Gravity center testing system for four-arm tunneling, anchoring and protecting all-in-one machine ) 是由 田胜利 张�成 魏立 张彪 顾炜炜 李兆才 于 2021-11-12 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统,包括掘锚护一体设备、重心测试平台、平衡模块、重心标准设定值模块和对多个重心测试平台进行同步上移和下降的重心测试模块,所述掘锚护一体设备内部的中央部位安装有平衡模块,重心测试模块收集的信号传递给计算控制系统,在掘锚护一体设备工作时,一旦重心超过其设置的标准重心偏移坐标,其内部的平衡模块开始启动,通过驱动组件带动螺纹组件转动,进而使重心调节块进行位置的移动,从而实现重心位置的调整,保证掘锚护一体设备的整体稳定性。(The invention discloses a gravity center testing system for a four-arm tunneling, anchoring and protecting integrated machine, which comprises a tunneling, anchoring and protecting integrated device, a gravity center testing platform, a balancing module, a gravity center standard set value module and a gravity center testing module for synchronously moving up and down a plurality of gravity center testing platforms, wherein the balancing module is arranged at the central part in the tunneling, anchoring and protecting integrated device, signals collected by the gravity center testing module are transmitted to a computing control system, when the tunneling, anchoring and protecting integrated device works, once the gravity center exceeds a set standard gravity center offset coordinate, the balancing module in the tunneling, anchoring and protecting integrated device starts to start, a driving assembly drives a threaded assembly to rotate, and then a gravity center adjusting block is moved, so that the gravity center position is adjusted, and the integral stability of the tunneling, anchoring and protecting integrated device is ensured.)

一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域,特别涉及一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统。

背景技术

目前,煤矿掘进作业主要以综掘与炮掘为主,随着装备与技术的不断进步,综合机械化掘进逐渐成为煤矿开拓掘进的主流方式。现在掘进机已经从以前的传统机型发展为掘锚一体机和连采机,随着社会的不断发展,其一般的掘锚一体机发展为现在的掘锚护一体机,其掘锚护一体机是在原有的掘锚设备上,在掘锚一体机两侧安装有支护机构,支护时,钻锚系统通过两级纵移机构行进至截割头前方进行锚护作业,掘锚护一体机是一种适用于煤矿井下巷道掘进与支护的机械设备,能够实现边掘进边支护的一体化集成装备,掘锚护一体机其行进方向配置重型锚杆钻机和伸展机构,既可以施工锚杆、锚索,同时也可以施工迎头前探孔和两帮卸压孔,但是由于掘进结构复杂,机体高度较大,保持机体的平稳是很重要的,当掘进机配备锚杆钻机和支护机构后,其前方配套整机较重,造成重心位置发生了改变,需要在出厂前对其掘锚护一体设备进行重心测量并调整,否则容易导致在进行掘进过程中,其重心发生偏移,容易造成遇地质变化时的窝机等故障,因此,对掘锚护一体机进行重心测量并调整显得十分重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统,可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统,包括重心测试平台和掘锚护一体设备,包括重心标准设定值模块和对多个重心测试平台进行同步上移和下降的重心测试模块,每个重心测试模块均包括一个对掘锚护一体设备进行实时监测的压力传感器和对掘锚护一体设备进行上移或者下降的位移传感器,所述重心测试平台上端面与地面平齐,所述重心测试平台下方均连接有一个重心测试模块,所述掘锚护一体设备内部的中央部位安装有平衡模块,所述掘锚护一体设备外围均设有防护模块,所述重心测试模块收集的信号通过A/D转换模块传递给计算控制系统。

进一步的,所述重心测试模块有3组,每组数量为两个,且每组对称分布在掘锚护一体设备下方前后两侧,左侧的一组重心测试模块位于掘锚护一体设备的支撑组件下方,中间一组重心测试模块和右侧的一组重心测试模块均位于掘锚护一体设备的履带下方。

进一步的,所述重心测试模块的驱动机构是由多个液压伺服千斤顶组成,且液压伺服千斤顶上方安装有压力传感器,且位移传感器安装在液压伺服千斤顶上的光栅尺,其可以通过压力传感器测量实时压力,并且通过位移传感器可以测量器升降高度。

进一步的,该重心测试系统包括以下步骤:

步骤1:通过重心测试模块带动重心测试平台复位,使其重心测试平台上方与地面平齐,此时进行数据重置,然后通过驾驶掘锚护一体设备将其移动至3组重心测试模块上方,并且使其2组重心测试模块分别位于履带下方,另一组位于掘锚护一体设备的支撑组件下方,并且将掘锚护一体设备的钻头处于收纳状态;

步骤2:此时在重心测试模块上方的顶升位置建立二维直角坐标系,此时测量出3组重心测试模块的液压伺服千斤顶的二维平面坐标,并将测得数据通过A/D转换模块输送至计算控制系统,其中i=1,2,...,n,n为液压伺服千斤顶的数量;

步骤3:通过计算控制系统为六组重心测试模块设置一个置零吨位T0,且每一个置零吨位T0应设置在液压伺服千斤顶承载重量的15%-30%之间,此时通过计算控制系统控制多个重心测试模块的液压伺服千斤顶同时启动,当重心测试模块的伺服千斤顶顶升至所承受压力达到设定的置零吨位T0时,在同步顶升过程中,其重心测试模块内部的压力传感器实时的将其检测的信号反馈至计算控制系统,同时通过计算控制系统根据压力传感器检测的信号对液压伺服千斤顶进行控制;

步骤4:通过计算控制系统设置一个顶升的位移L0,通过计算控制系统控制重心测试模块的液压伺服千斤顶启动,并同步进行平行顶升,直至液压伺服千斤顶同步顶升位移达到L0,同时同步顶升过程中,位移传感器实时将所检测的信号反馈给计算控制系统,计算控制系统根据位移传感器所检测的信号对重心测试模块的液压伺服千斤顶进行控制;

步骤5:在液压伺服千斤顶同步顶升位移达到所设定的顶升位移L0时,此时由计算控制系统控制器液压伺服千斤顶停止进行顶升,并且通过压力传感器进行称重,此时计算控制系统记录多个安装在重心测试模块的压力传感器所检测的压力值Ti;

步骤6:计算系统通过公式:,即可计算出掘锚护一体设备的重心的二维平面坐标;

步骤7:然后将平衡模块的重心设置与掘锚护一体设备的重心重合;

步骤8:然后将数据重置,通过掘锚护一体设备将其钻头笔直伸出,在保证掘锚护一体设备平稳的状态下并在钻头上施加一个极限的压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),并且重复步骤2、3、4、5、6和7测得的极限状态下重心坐标,根据极限状态下的重心坐标设置标准重心偏移坐标,并输入至重心标准设定值模块内;

步骤9:然后继续数据重置,通过掘锚护一体设备启动将其钻头向右侧最后方倾斜伸出,在保证掘锚护一体设备平稳的状态下并在钻头上施加一个极限的压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),并且重复步骤2、3、4、5、6和7测得的极限状态下重心坐标,根据极限状态下的重心坐标,设置留有余量的标准重心偏移坐标,并输入至重心标准设定值模块内;

步骤10:然后继续数据重置,通过掘锚护一体设备启动将其钻头向右侧最前方倾斜伸出,在保证掘锚护一体设备平稳的状态下并在钻头上施加一个极限的压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),并且重复步骤2、3、4、5、6和7测得的极限状态下重心坐标,根据极限状态下的重心坐标,设置留有余量的标准重心偏移坐标,并输入至重心标准设定值模块内。

进一步的,所述防护模块为三组,且每组防护模块分别包括一个防护支撑板和一个驱动支撑板移动的液压机构,一组防护模块位于掘锚护一体设备后侧,一组防护模块位于掘锚护一体设备前侧,另一组防护模块位于掘锚护一体设备钻头的下方。

进一步的,所述平衡模块包括重心调节框和驱动组件,所述平衡模块设置在掘锚护一体设备内部,且重心调节框内部设有横向设置的驱动组件,所述驱动组件输出轴连接有转动组件,且转动组件另一端连接有螺纹组件,所述螺纹组件另一侧转动连接有滑动组件,所述滑动组件另一侧滑动连接在重心调节框内侧的弧形面内部,所述螺纹组件外侧设有与螺纹组件螺旋转动并且可以移动的重心调节块。

进一步的,所述重心调节块底端与重心调节框内侧呈左右滑动连接,所述驱动组件输出轴外侧转动连接有调节推动筒,所述驱动组件两侧设有连接在重心调节框内部的液压机构,所述液压机构另一端连接有在调节推动筒内部左右滑动的滑块。

进一步的,所述驱动组件与变频调速器连接,并接与计算控制系统上。

本发明具有如下有益效果:与现有技术相比,通过设有的重心标准设定值模块、A/D转换模块、重心测试模块和计算控制模块,计算出钻头收纳时其重心所在位置,并且将平衡模块安装在其重心所在位置,同时通过测量掘锚护一体设备的钻头在伸出状态下,其掘锚护一体设备可以保证平稳状态下其钻头所受到的极限压力,并通过极限压力下重心的偏移情况设置一个标准重心偏移坐标,在掘锚护一体设备在使用时,一旦重心超过其设置的标准重心偏移坐标,其内部的平衡模块开始启动,通过驱动组件带动螺纹组件转动,进而使重心调节块进行位置的移动,从而实现重心位置的调整,可以保证掘锚护一体设备的整体稳定性,保证其可以正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统的整体结构示意图;

图2为本发明一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统原理图;

图3为本发明一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统的平衡模块是否使用的状态图;

图4为本发明一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统的平衡模块俯视剖视图。

图中:1、重心测试平台;2、掘锚护一体设备;3、平衡模块;301、重心调节框;302、驱动组件;303、调节推动筒;304、液压机构;305、螺纹组件;306、重心调节块;307、滑动组件;4、防护模块;5、重心测试模块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明,其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制,为了更好地说明本发明的具体实施方式,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸,对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的,基于本发明中的具体实施方式,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具体实施方式,都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-4所示,一种用于四臂掘锚护一体机的重心测试系统,包括重心测试平台1和掘锚护一体设备2,包括重心标准设定值模块和对多个重心测试平台1进行同步上移和下降的重心测试模块5,每个重心测试模块5均包括一个对掘锚护一体设备2进行实时监测的压力传感器和对掘锚护一体设备2进行上移或者下降的位移传感器,所述重心测试平台1上端面与地面平齐,所述重心测试平台1下方均连接有一个重心测试模块5,所述掘锚护一体设备2内部的中央部位安装有平衡模块3,所述掘锚护一体设备2外围均设有防护模块4,所述重心测试模块5收集的信号通过A/D转换模块传递给计算控制系统。

所述重心测试模块5有3组,每组数量为两个,且每组对称分布在掘锚护一体设备2下方前后两侧,左侧的一组重心测试模块5位于掘锚护一体设备2的支撑组件下方,中间一组重心测试模块5和右侧的一组重心测试模块5均位于掘锚护一体设备2的履带下方,通过多组重心测试模块5可以准确多组数据,保证通过多组数据测量重心坐标的准确度。

所述重心测试模块5的驱动机构是由多个液压伺服千斤顶组成,且液压伺服千斤顶上方安装有压力传感器,且位移传感器安装在液压伺服千斤顶上的光栅尺,其可以通过压力传感器测量实时压力,并且通过位移传感器可以测量器升降高度,通过多组电子产品进行数据测量分析,其重心测试结果计算精度高、 处理速度快。

该重心测试系统包括以下步骤:

步骤1:通过重心测试模块5的液压伺服千斤顶带动6个重心测试平台1复位,使其重心测试平台1上方与地面平齐,此时进行数据重置,然后通过驾驶掘锚护一体设备2将其移动至3组重心测试模块5上方,并且使其2组重心测试模块5分别位于履带下方,另一组位于掘锚护一体设备2的支撑组件下方,并且将掘锚护一体设备2的钻头处于收纳状态;

步骤2:此时在重心测试模块5上方的顶升位置建立二维直角坐标系,此时测量出3组重心测试模块5的液压伺服千斤顶的二维平面坐标Xi,Yi,并将测得数据通过A/D转换模块输送至计算控制系统,其中i=1,2,...,n,n为液压伺服千斤顶的数量;

步骤3:通过计算控制系统为六组重心测试模块5设置一个置零吨位T0,且每一个置零吨位T0应设置在液压伺服千斤顶承载重量的15%-30%之间,此时通过计算控制系统控制多个重心测试模块5的液压伺服千斤顶同时启动,当重心测试模块5的伺服千斤顶顶升至所承受压力达到设定的置零吨位T0时,在同步顶升过程中,其重心测试模块5内部的压力传感器实时的将其检测的信号反馈至计算控制系统,同时通过计算控制系统根据压力传感器检测的信号对液压伺服千斤顶进行控制;

步骤4:通过计算控制系统设置一个顶升的位移L0,通过计算控制系统控制重心测试模块5的液压伺服千斤顶启动,并同步进行平行顶升,直至液压伺服千斤顶同步顶升位移达到L0,同时同步顶升过程中,位移传感器实时将所检测的信号反馈给计算控制系统,计算控制系统根据位移传感器所检测的信号对重心测试模块5的液压伺服千斤顶进行控制;

步骤5:在液压伺服千斤顶同步顶升位移达到所设定的顶升位移L0时,此时由计算控制系统控制器液压伺服千斤顶停止进行顶升,并且通过压力传感器进行称重,此时计算控制系统记录多个安装在重心测试模块5的压力传感器所检测的压力值Ti;

步骤6:计算系统通过公式:,即可计算出掘锚护一体设备的重心的二维平面坐标X,Y;

步骤7:然后将平衡模块3的重心设置与掘锚护一体设备的重心重合;

步骤8:然后将数据重置,通过掘锚护一体设备2将其钻头笔直伸出,在保证掘锚护一体设备2平稳的状态下并在钻头上施加一个极限的压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),并且重复步骤2、3、4、5、6和7测得的极限状态下重心坐标,根据极限状态下的重心坐标设置标准重心偏移坐标,并输入至重心标准设定值模块内;

步骤9:然后继续数据重置,通过掘锚护一体设备2启动将其钻头向右侧最后方倾斜伸出,在保证掘锚护一体设备2平稳的状态下并在钻头上施加一个极限的压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),并且重复步骤2、3、4、5、6和7测得的极限状态下重心坐标,根据极限状态下的重心坐标,设置留有余量的标准重心偏移坐标,并输入至重心标准设定值模块内;

步骤10:然后继续数据重置,通过掘锚护一体设备2启动将其钻头向右侧最前方倾斜伸出,在保证掘锚护一体设备2平稳的状态下并在钻头上施加一个极限的压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),并且重复步骤2、3、4、5、6和7测得的极限状态下重心坐标,根据极限状态下的重心坐标,设置留有余量的标准重心偏移坐标,并输入至重心标准设定值模块内。

所述重心标准设定值模块是由可以编程的PLC控制器构成,其外部设备的重心左边一旦超过内部的输入的标准重心偏移坐标,其平衡模块3可以进行及时进行调整。

所述防护模块4为三组,且每组防护模块4分别包括一个防护支撑板和一个驱动支撑板移动的液压机构304,一组防护模块4位于掘锚护一体设备2后侧,一组防护模块4位于掘锚护一体设备2前侧(附图中已隐去此组防护模块4),另一组防护模块4位于掘锚护一体设备2钻头的下方,当其对其钻头施加极限压力时,其一旦掘锚护一体设备2发生倾斜的情况,其防护模块4可以有效进行支撑作用,避免其倾斜倾倒。

所述平衡模块3包括重心调节框301和驱动组件302,所述平衡模块3设置在掘锚护一体设备2内部,且重心调节框301内部设有横向设置的驱动组件302,所述驱动组件302输出轴连接有转动组件,且转动组件另一端连接有螺纹组件305,所述螺纹组件305另一侧转动连接有滑动组件307,所述滑动组件307另一侧滑动连接在重心调节框301内侧的弧形面内部,所述螺纹组件305外侧设有与螺纹组件305螺旋转动并且可以移动的重心调节块306,通过驱动组件302的启动可以带动转动组件转动,进而使螺纹组件305转动,可以使重心调节块306移动,实现设备重心的调节作用,保证设备稳定。

所述重心调节块306底端与重心调节框301内侧呈左右滑动连接,所述驱动组件302输出轴外侧转动连接有调节推动筒303,所述驱动组件302两侧设有连接在重心调节框301内部的液压机构304,所述液压机构304另一端连接有在调节推动筒303内部左右滑动的滑块;转头偏移掘进时,而两侧的液压机构304可以启动并且带动调节推动筒303移动,可以使其螺纹组件305带动重心调节块306移动,使其与钻头位于同一直线上。

所述驱动组件302与变频调速器连接,并接与计算控制系统上,通过计算控制系统可以控制驱动组件302的转速,并且实现及时调整。

通过采用上述技术方案:可以测出其掘锚护一体设备2其钻头收纳下的重心位置,然后将平衡模块3安装在其重心位置上,然后通过掘锚护一体设备2的钻头启动,并且对其施加一个极限压力(施加压力值趋于掘锚护一体设备左端临翘起状态),可以测得在极限压力下其重心位置,并且设置一个标准重心偏移坐标,将其当标准重心偏移坐标输入至重心标准设定值模块内,其掘锚护一体设备2在使用时,其计算控制系统监测出重心坐标超出标准重心偏移坐标时,其计算控制系统可以控制其驱动组件302带动转动组件转动,而转动组件可以带动螺纹组件305进行转动,从而使重心调节块306向重心另一侧移动,不论钻头是向右侧后方移动,还是钻头向右侧前方移动,其计算控制系统可以控制液压机构304启动,并且推动其调节推动筒303移动,保证钻头、螺纹组件305和重心调节块306位于同一条直线上,保证掘锚护一体设备2稳定工作,避免其发生倾斜的情况,保证了工作人员的生命安全,当其掘锚护一体设备2停止工作时,其计算控制系统带动平衡模块3内部的驱动组件302和液压机构304启动,驱动组件302带动螺纹组件305反转,并且带动重心调节块306复位,同时液压机构304启动带动调节推动筒303复位,此时保证下次工作正常进行。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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