權(quán)利要求書： 1.一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括圖像采集模塊、照明模塊、中心鏈輪、鏈輪齒、環(huán)形壓力傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、無線信號(hào)發(fā)射器、鏈輪防護(hù)殼、計(jì)算機(jī)、蓄電池，圖像采集模塊與照明模塊均固定在刮板運(yùn)輸機(jī)中板下方，中心鏈輪通過花鍵與鏈輪軸固定，鏈輪齒通過螺栓與中心鏈輪固定，鏈輪齒上螺栓穿過環(huán)形壓力傳感器，將環(huán)形壓力傳感器埋置于鏈輪齒與中心鏈輪之間；環(huán)形壓力傳感器使用導(dǎo)線與信號(hào)轉(zhuǎn)換器相連，信號(hào)轉(zhuǎn)換器使用導(dǎo)線與無線信號(hào)發(fā)射器相連，蓄電池使用導(dǎo)線與信號(hào)轉(zhuǎn)換器、無線信號(hào)發(fā)射器相連，其中，信號(hào)轉(zhuǎn)換器、無線信號(hào)發(fā)射器、蓄電池與鏈輪防護(hù)殼均通過螺釘與中心鏈輪固定；計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)鏈輪上各個(gè)壓力傳感器數(shù)值變化，刮板輸送機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)，各個(gè)壓力傳感器在鏈輪空載轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所測(cè)對(duì)應(yīng)最小壓力，即為對(duì)應(yīng)螺栓預(yù)緊力，壓力傳感器所測(cè)數(shù)值減去螺栓預(yù)緊力即為實(shí)測(cè)壓力，刮板輸送機(jī)正常工作時(shí)，同排壓力傳感器間實(shí)測(cè)壓力變化同步且相差不大，當(dāng)同排壓力傳感器中a與b實(shí)測(cè)壓力迅速降低，且c與d實(shí)測(cè)壓力迅速增大，或一排壓力傳感器中a與b實(shí)測(cè)壓力迅速增大，且c與d實(shí)測(cè)壓力迅速降低，均說明刮板輸送機(jī)發(fā)生斷鏈故障，計(jì)算機(jī)發(fā)出警報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述刮板輸送機(jī)為雙圓環(huán)鏈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模塊通過數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線實(shí)時(shí)將采集信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)分析圓環(huán)鏈五環(huán)磨伸長(zhǎng)率、平環(huán)裂紋狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形壓力傳感器密封性能良好，所測(cè)壓力為圓環(huán)鏈作用在鏈輪齒后，鏈輪齒對(duì)中心鏈輪的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線信號(hào)發(fā)射器將采集信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行分析，從而判斷刮板輸送機(jī)工作狀態(tài)。
說明書： 一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法和裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及故障在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)
刮板輸送機(jī)是井下綜合開采重要設(shè)備之一，刮板輸送機(jī)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行是綜采工作面正常工作的必要條件，由于井下環(huán)境復(fù)雜，刮板輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，其中鏈輪磨損是較為常見故障之一，當(dāng)鏈輪磨損嚴(yán)重時(shí)需要將鏈輪從刮板輸送機(jī)上拆卸并更換，而刮板輸送機(jī)鏈輪質(zhì)量大更換所用時(shí)間長(zhǎng)，影響采煤工作效率；刮板運(yùn)輸機(jī)圓環(huán)鏈?zhǔn)苎h(huán)應(yīng)力載荷作用，容易導(dǎo)致圓環(huán)鏈疲勞斷裂，目前，刮板輸送機(jī)斷鏈監(jiān)測(cè)，主要通過斷鏈前后鏈條張緊程度與刮板傾角變化來判斷，該故障檢測(cè)方式存在較長(zhǎng)的時(shí)間滯后性，圓環(huán)鏈斷鏈將導(dǎo)致刮板輸送機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行，而且圓環(huán)鏈斷裂后可能會(huì)隨刮板運(yùn)輸機(jī)工作而產(chǎn)生移動(dòng)，需要維修人員花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行搬運(yùn)調(diào)整，降低采煤機(jī)正常工作效率，圓環(huán)鏈工作循環(huán)中平環(huán)與立環(huán)因摩擦運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致鏈環(huán)磨損, 繼而鏈條會(huì)出現(xiàn)伸長(zhǎng)現(xiàn)象，兩條鏈條伸長(zhǎng)量不同導(dǎo)致兩條圓環(huán)鏈承受載荷不均，易發(fā)生斷鏈風(fēng)險(xiǎn)。
因此，有必要設(shè)計(jì)一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法和裝置，以解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法和裝置，通過視覺識(shí)別系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圓環(huán)鏈五環(huán)伸長(zhǎng)率與圓環(huán)鏈平鏈圖像信息，當(dāng)圓環(huán)鏈整體伸長(zhǎng)率超過預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出警示，提醒工作人員及時(shí)對(duì)圓環(huán)鏈進(jìn)行更換，當(dāng)平鏈因疲勞破壞而出現(xiàn)可視裂紋，計(jì)算機(jī)通知工作人員對(duì)該平環(huán)進(jìn)行更換，采用可組裝鏈輪，并在每個(gè)鏈輪齒下方埋置壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圓環(huán)鏈作用在鏈輪齒上的壓力變化，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圓環(huán)鏈作用在鏈輪齒上的壓力變化，判斷圓環(huán)鏈工作狀態(tài)以及是否存在問題，當(dāng)判斷圓環(huán)鏈出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警告通知工作人員及時(shí)檢修。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
該裝置包括圖像采集模塊、照明模塊、中心鏈輪、鏈輪齒、環(huán)形壓力傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、無線信號(hào)發(fā)射器、鏈輪防護(hù)殼、計(jì)算機(jī)、蓄電池。圖像采集模塊與照明模塊均固定在刮板運(yùn)輸機(jī)中板下方，中心鏈輪通過花鍵與鏈輪軸固定，鏈輪齒通過螺栓與中心鏈輪固定，鏈輪齒上螺栓穿過環(huán)形壓力傳感器，將環(huán)形壓力傳感器埋置于鏈輪齒與中心鏈輪之間，環(huán)形壓力傳感器使用導(dǎo)線與信號(hào)轉(zhuǎn)換器相連，信號(hào)轉(zhuǎn)換器使用導(dǎo)線與無線信號(hào)發(fā)射器相連，蓄電池使用導(dǎo)線與信號(hào)轉(zhuǎn)換器、無線信號(hào)發(fā)射器相連，其中，信號(hào)轉(zhuǎn)換器、無線信號(hào)發(fā)射器、蓄電池與鏈輪防護(hù)殼均通過螺釘與中心鏈輪固定。
進(jìn)一步，所述刮板輸送機(jī)為雙圓環(huán)鏈。
進(jìn)一步，所述視覺識(shí)別裝置通過數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線實(shí)時(shí)將采集信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)分析圓環(huán)鏈五環(huán)磨伸長(zhǎng)率、平環(huán)裂紋狀態(tài)。
進(jìn)一步，所述環(huán)形壓力傳感器密封性能良好，所測(cè)壓力為圓環(huán)鏈作用在鏈輪齒后，鏈輪齒對(duì)中心鏈輪的壓力。
進(jìn)一步，所述無線信號(hào)發(fā)射器將采集信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行分析，從而判斷刮板輸送機(jī)工作狀態(tài)。
本發(fā)明的有益效果：
通過視覺識(shí)別系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集刮板輸送機(jī)圓環(huán)鏈圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)對(duì)圓環(huán)鏈五環(huán)伸長(zhǎng)率與平環(huán)裂紋狀態(tài)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，工作人員通過計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)掌握刮板輸送機(jī)圓環(huán)鏈磨損與疲勞狀態(tài)，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的圓環(huán)鏈與更換較大斷裂風(fēng)險(xiǎn)的圓環(huán)，降低刮板輸送機(jī)故障率，提高采煤效率，通過壓力傳感器直接感知刮板輸送機(jī)圓環(huán)鏈拉力變化，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，時(shí)間無滯后，根據(jù)圓環(huán)鏈拉力變化判斷刮板輸送機(jī)斷鏈、卡鏈故障準(zhǔn)確可靠，有效避免刮板輸送機(jī)故障后超負(fù)荷運(yùn)行，組裝鏈輪便于拆卸，更換磨損嚴(yán)重的鏈輪不需要將鏈輪從刮板輸送機(jī)上拆卸，通過更換磨損嚴(yán)重的鏈輪齒替代更換整個(gè)鏈輪，節(jié)約成本與更換時(shí)間，提高采煤效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明圖像采集模塊與照明模塊安裝位置示意圖；
圖2為本發(fā)明圖像采集分析結(jié)果示意圖；
圖3為本發(fā)明刮板輸送機(jī)斷鏈?zhǔn)疽鈭D；
圖4為本發(fā)明鏈輪裝配示意圖；
圖5為本發(fā)明中心鏈輪示意圖；
圖6為本發(fā)明鏈輪齒示意圖；
圖7為本發(fā)明壓力傳感器安裝位置示意圖；
圖8為本發(fā)明同排壓力傳感器位置示意圖；
圖9為本發(fā)明工作流程圖；
圖10為本發(fā)明控制程序框圖；
圖中，1-刮板輸送機(jī)中板；2-照明模塊；3-圖像采集模塊；4-刮板輸送機(jī)鏈輪；5-鏈輪防護(hù)殼；6-鏈輪齒；7-中心鏈輪；8-壓力傳感器放置槽；9-導(dǎo)線孔；10-壓力傳感器；
L-五環(huán)磨損后長(zhǎng)度；B-可視裂紋；Ⅰ-斷鏈；Ⅱ-未斷鏈條；a-壓力傳感器；b-壓力傳感器；c-壓力傳感器；d-壓力傳感器。
具體實(shí)施方式
如圖1，照明模塊2與圖像采集模塊3固定在刮板輸送機(jī)中板1下方，圖像采集模塊3實(shí)時(shí)采集刮板輸送機(jī)圓環(huán)鏈圖像信息，并通過數(shù)據(jù)導(dǎo)線將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)。
如圖2，計(jì)算機(jī)通過圓環(huán)鏈圖片進(jìn)行特征識(shí)別，確定圓環(huán)鏈五環(huán)磨損后長(zhǎng)度L，根據(jù)五環(huán)原始長(zhǎng)度
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計(jì)算五環(huán)伸長(zhǎng)率：，通過圖像判斷圓環(huán)鏈?zhǔn)欠翊嬖诳梢暳鸭yB，設(shè)定圓環(huán)鏈五環(huán)伸長(zhǎng)率與可視裂紋B的危險(xiǎn)值，當(dāng)圓環(huán)鏈五環(huán)磨損率或圓環(huán)鏈可視裂紋B超過設(shè)定閾值，視為有較高斷裂風(fēng)險(xiǎn)的圓環(huán)鏈，計(jì)算機(jī)發(fā)出警告通知工作人員及時(shí)對(duì)該圓環(huán)鏈進(jìn)行處理。
如圖3，刮板輸送機(jī)發(fā)生斷鏈后，斷鏈Ⅰ將無法繼續(xù) 傳遞牽引力，刮板輸送機(jī)牽引力全部由未斷鏈條Ⅱ進(jìn)行傳遞，此時(shí)，圓環(huán)鏈作用在刮板輸送機(jī)鏈輪4上的外力明顯發(fā)生變化。
如圖4，圖5，圖6，圖7，鏈輪齒6通過螺釘與中心鏈輪7裝配固定，鏈輪齒6拆卸簡(jiǎn)單易更換，環(huán)形壓力傳感器10放置于壓力傳感器放置槽8中，環(huán)形壓力傳感器10的數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線從導(dǎo)線孔9中穿過，與鏈輪防護(hù)殼5內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，無線信號(hào)發(fā)射器通過導(dǎo)線與信號(hào)轉(zhuǎn)換器相連接，并實(shí)時(shí)將環(huán)形壓力傳感器10的轉(zhuǎn)換信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，其中，蓄電池、信號(hào)轉(zhuǎn)換器與無線信號(hào)發(fā)射器均固定于鏈輪防護(hù)殼5內(nèi)部，蓄電池為信號(hào)轉(zhuǎn)換器與無線信號(hào)發(fā)射器提供電源，保證環(huán)形壓力傳感器10的壓力信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)，刮板輸送機(jī)正常工作時(shí)，鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過鏈輪齒6卡住圓環(huán)鏈進(jìn)行拖拽為刮板運(yùn)動(dòng)提供牽引力，圓環(huán)鏈作用在鏈輪齒6上的外力，將導(dǎo)致鏈輪齒6一側(cè)螺栓連接處受壓另一側(cè)螺栓連接處受拉，隨著鏈輪齒6上的外力增加，受壓側(cè)壓力也會(huì)隨之增大。
如圖8，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)鏈輪上各個(gè)壓力傳感器數(shù)值變化，刮板輸送機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)，各個(gè)壓力傳感器在鏈輪4空載轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所測(cè)對(duì)應(yīng)最小壓力，即為對(duì)應(yīng)螺栓預(yù)緊力，壓力傳感器所測(cè)數(shù)值減去螺栓預(yù)緊力即為實(shí)測(cè)壓力，刮板輸送機(jī)正常工作時(shí)，同排壓力壓力傳感器間實(shí)測(cè)壓力變化同步且相差不大，當(dāng)同排壓力傳感器中a與b實(shí)測(cè)壓力迅速降低，且c與d實(shí)測(cè)壓力迅速增大，或一排壓力傳感器中a與b實(shí)測(cè)壓力迅速增大，且c與d實(shí)測(cè)壓力迅速降低，均說明刮板輸送機(jī)發(fā)生斷鏈故障，計(jì)算機(jī)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)維修。
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聲明：
“刮板輸送機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法和裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
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