[发明专利]一种液压支架高精度移架对齐定位控制方法

说明书

一种液压支架高精度移架对齐定位控制方法，(1)将相邻两个液压支架相互接触，在移架过程中液压支架始终受到其邻架的位置约束；(2)在液压支架底座中设置位移传感器；(3)先以液压支架之间的相对位移为基础计算各台液压支架相较于首架的位置信息，并获取液压支架的实际排列轨迹；然后以最滞后的液压支架位置作为基准计算下次移架的理想轨迹以及各台液压支架需要补偿直线度的推移距离，最后结合预先设置的移架步距计算各台液压支架应推移距离并完成移架动作，在移架过程中实现液压支架的动态对齐。本发明使相邻两支架保持直接接触，并对液压支架对齐定位控制，避免了由于液压支架相互独立造成的移架方向角不一致问题。

技术领域

本发明涉及一种用于综采工作面液压支架对齐定位的控制方法，以使各液压支架保持排列整齐，属于液压支架对齐控制技术领域。

背景技术

采煤机、液压支架和刮板输送机是综采工作面(煤矿井下装备综合机械化设备的回采工作面为综采工作面)的核心装备，合称“三机”，三机在运行过程相互配合，相互约束。液压支架作为综采工作面的主要支护装备，实现液压支架的快速跟机是实现综采工作面“无人化”和“智能化”的关键技术，综采工作面要求“三直一平”，即工作面煤壁直、刮板输送机直、液压支架直，这就要求液压支架在工作过程排列整齐并保证良好的直线度。

综采工作面布置有若干数量的液压支架，均与刮板输送机连接，但是相邻液压支架之间并不存在直接位置约束，相互独立，从而导致液压支架难以保持排列整齐。

综采工作面的工作过程中，液压支架通过推移机构对刮板输送机进行推镏，从而实现将刮板输送机向未开采煤壁方向进行推进，然后再以刮板输送机为基础完成液压支架的移架，移架和推镏的距离一般由推移油缸中的行程传感器数据为准。但是由于推移油缸的连接销轴和销控之间存在较大间隙，并且刮板输送机的中间槽的推移耳一般也为腰形孔，因此液压支架的实际推镏和移架距离与行程传感器数值偏差较大；尤其是当综采工作面的顶、底板条件发生变化时，会出现液压支架姿态控制困难，移架难以到位等问题。

现阶段控制液压支架直线度的方法主要有两种：

一种是通过采煤机定位技术获取采煤机运动轨迹，利用采煤机与刮板输送机的位置约束关系反演出刮板输送机的轨迹，再结合液压支架推移千斤顶中的位移传感器和调直算法，在“推镏”过程中对刮板输送机的直线度进行修正，然后再以推移油缸中的零位移为目标进行“移架”，从而实现液压支架的对齐。这种方案是以刮板输送机的轨迹作为绝对参考方向，理论上可实现液压支架的高精度对齐控制。但是该方案一方面要求采煤机定位精度高，因此成本比较高；另一方面液压支架推移千斤顶中的行程传感器并不能准确反应液压支架的位移情况，通过“移架”过程难以达到理想的对齐效果。

另一种是以液压支架为基准，利用安装在液压支架的位移传感器、激光阵列、惯性传感器、视觉传感器等传感元器件，获得相邻支架间的相对位置和姿态信息，在“拉架”过程中将相邻两支架对齐，从而控制液压支架群的直线度。但是由于传感器数量较多导致液压支架移动距离的累积测量误差，难以实现高精度的液压支架对齐控制；并且每个液压支架在工作过程中相对独立，缺少绝对的参考方向，从而导致各液压支架的方向角易出现较大偏差，液压支架的调直方向与回采巷道不正交。

CN115822664A(2022115730001)公开一种全数字液压支架电液控制系统，包括全数字电液控制器及与其互连的全数字驱动器、全数字压力传感器、全数字行程传感器、全数字红外接收器、全数字姿态传感器；全数字电液控制器负责向整个系统发送指令并对传感器采集到的数据进行分析运算，向液压支架发送动作指令，通过全数字驱动器接收信号并控制相应电磁先导阀的开闭，实现液压支架的相应动作。该发明用于对液压支架进行数字化控制，但是并不能解决“移架”过程中难以到位的问题。