[发明专利]基于IMU实时监测支护位姿的液压支架及其检测方法

摘要

本发明公开了一种基于IMU实时监测支护位姿的液压支架及其检测方法；该液压支架分别在顶梁、后连杆、底座上安装IMU传感器，并设置配套的支护位姿监测系统。通过各IMU传感器实时测量支架顶梁、后连杆和底座的运动状态，经支护位姿监测系统的处理，以实时监测液压支架支护位姿，尤其是对于液压支架的降架、移架、升降操作是否到位，能够在技术层面上给予判断，有效地降低工人的劳动强度，提高液压支架的工作效率。

主权项

1.一种基于IMU实时监测支护位姿的液压支架，包括底座、顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、立柱以及平衡千斤顶；顶梁通过立柱支撑在底座的上方，且顶梁的尾端与掩护梁的一端铰接，掩护梁的另一端具有两个相间设置的位点C、位点D；掩护梁的位点C、位点D分别通过前连杆、后连杆与底座上的位点A、位点B对应铰接，以构成支架四连杆机构；平衡千斤顶的一端与顶梁连接，另一端则与掩护梁连接；其特征在于，还包括三个IMU传感器以及支护位姿监测系统；其中：所述的三个IMU传感器，分别为第一IMU传感器、第二IMU传感器、第三IMU传感器；第一IMU传感器安装于顶梁，用于检测顶梁的姿态角信息，并反馈至支护位姿监测系统；第二IMU传感器安装于后连杆，用于检测后连杆的姿态角信息，并反馈至支护位姿监测系统；第三IMU传感器安装于底座，用于检测底座的姿态角信息，并反馈至支护位姿监测系统；支护位姿监测系统包括姿态角信息采集模块、姿态角信息分析处理模块、支护位姿输出模块；姿态角信息采集模块，能够接收各IMU传感器所检测到的姿态角信息，并传输至姿态角信息分析处理模块；姿态角信息分析处理模块，能够接收姿态角信息采集模块所传输的姿态角信息，并将所接收到的姿态角信息，结合支架四连杆机构中各杆件的长度，根据D‑H矩阵坐标转换原理，转换计算后，得到液压支架的支护高度h，并将所得到的支护高度h与降架、移架、升架操作后的支护高度目标值进行比较，判断降架、移架、升架操作是否到位，实现对液压支架的降架、移架、升架操作过程中支护位姿的监测。