一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種巖石硬度識別的實驗裝置，具體是一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置。它包括橫、縱向步進電機、滑塊、滑塊面板、滾珠絲杠、電機法蘭片、聯軸器、兩根直線導軌、底板、穩定軸承座、減速齒輪、截割頭、試件臺、試件固定模塊、工作臺、電流傳感器、震動傳感器、聲發射傳感器、數據采集卡、工控機、顯示屏。本發明專利技術通過多傳感器信息融合技術、RBF神經網絡識別技術，對掘進機橫向和縱向截割不同硬度巖石的過程進行相似模擬實驗，實現了對掘進機橫向和縱向截割巖壁過程的巖石硬度智能識別，顯示裝置可實時顯示巖石硬度。掘進機司機可根據顯示的巖石硬度及時調整截割狀態，避免掘進機功率超限、截齒過度損壞。截齒過度損壞。截齒過度損壞。

【技術實現步驟摘要】
一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置


[0001]本專利技術涉及一種巖石硬度識別的實驗裝置及實驗方法，具體是一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置。

技術介紹

[0002]隨著我國煤巖行業的高速發展，炮掘已不能滿足當前的生產要求，掘進機已成為目前巷道開掘的主要設備。煤礦井下掘進工作環境復雜、干擾因素眾多，巖石硬度隨機變化。因無法及時確定截割負載，掘進機司機無法及時調整截割狀態，致使掘進機的截割轉速和擺速無法及時調整，可能會導致掘進機功率超限、截齒過度損耗、設備損壞等問題。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的之一是克服現有技術的不足，提供一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置。
[0004]本專利技術實現專利技術目的采用如下技術方案：
[0005]一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的實驗裝置，它包括橫、縱向步進電機、滑塊、滑塊面板、滾珠絲杠、電機法蘭片、聯軸器、兩根直線導軌、底板、穩定軸承座、減速模塊、截割頭、試件臺、試件固定模塊、工作臺、電流傳感器、震動傳感器、聲發射傳感器、數據采集卡、工控機、顯示屏。為了描述方便，本專利技術實施方案從縱向移動裝置、橫向移動裝置、截割裝置和巖石硬度識別模塊四個部分描述。
[0006]縱向移動裝置包括縱向步進電機、兩個滑塊、滑塊面板、縱向滾珠絲桿、滾珠螺母、電機法蘭片、聯軸器、兩根縱向直線導軌、底板、穩定軸承座、軸承底板。本專利技術將底板放于最下方，兩根縱向直線導軌固定于底板，縱向導軌兩端一端接電機法蘭片，一端接軸承底板。兩個滑塊套于縱向直線導軌上。在兩根縱向導軌中軸線位置固定縱向滾珠絲桿，縱向滾珠絲桿的長度與底板長度相等，縱向滾珠絲桿兩端，一段固定軸承底板，一端連接穩定軸承座和聯軸器。滑塊面板通過滑塊和滾珠螺母與兩個縱向直線滑軌和縱向滾珠絲桿相連。縱向步進電機通過法蘭片與聯軸器和縱向滾珠絲桿相連。縱向移動時，打開縱向步進電機，縱向步進電機轉動帶動縱向滾珠絲桿轉動，縱向滾珠絲桿轉動帶動滾珠螺母向前移動，滑塊面板固定于滾珠螺母之上，滾珠螺母向前移動帶動滑塊面板沿縱向直線導軌縱向移動。
[0007]橫向移動裝置包括：橫向步進電機、兩個滑塊、滑塊面板、橫向滾珠絲桿、滾珠螺母、電機法蘭片、聯軸器、兩根橫向直線導軌、底板、穩定軸承座、軸承底板組成。本專利技術將底板放于最下方，兩個橫向直線導軌固定于底板，橫向導軌兩端一端接電機法蘭片，一端接軸承底板。兩個滑塊套于橫向直線導軌上。在兩根橫向導軌中軸線位置固定橫向滾珠絲桿，橫向滾珠絲桿長度與底板長度相等，橫向滾珠絲桿兩端，一段固定軸承底板，一端連接穩定軸承座和聯軸器。滑塊面板通過滑塊和滾珠螺母與兩個橫向直線滑軌和橫向滾珠絲桿相連。橫向步進電機通過法蘭片與聯軸器和橫向滾珠絲桿相連。橫向移動時，打開橫向步進電機，橫向步進電機轉動帶動橫向滾珠絲桿轉動，橫向滾珠絲杠轉動帶動滾珠螺母向前移動，滑
塊面板固定于滾珠螺母之上，滾珠螺母向橫向移動帶動滑塊面板沿橫向直線導軌橫向移動。
[0008]截割裝置包括：截割電機、減速模塊和截割頭。截割頭通過減速模塊與截割電機相連。截割相似模擬巖石試件時，先通過工控機打開截割電機，截割電機轉動對減速模塊傳動，減速模塊傳動帶動截割頭轉動。截割頭轉動后打開縱向步進電機，使整個截割部分縱向移動，對置于工作臺上的相似模擬巖石試件進行縱向截割。達到縱向截割深度后，關閉縱向截割電機，打開橫向截割電機，對置于工作臺上的相似模擬巖石試件進行橫向截割。
[0009]巖石硬度識別模塊包括：電流傳感器、震動加速度傳感器、聲發射傳感器，電流傳感器安裝在截割電機三相進線端位置，震動加速度傳感器安裝在截割頭后端與減速器相連位置，聲發射傳感器安裝在巖石試件上端。截割時打開電流傳感器、震動加速度傳感器、聲發射傳感器，實時采集橫向截割數據，分別采集橫向和縱向截割時的不同傳感器信息，分別對橫向和縱向截割進行識別模型建模。通過數據采集卡將采集到的傳感器信息傳入計算機，計算機對采集的數據采用小波變換的方法對低頻和高頻分量進線同時分解，分解后的各個尺寸空間上的近似系數和細節系數能提供不同頻段上的時域和頻域信息而且能夠提供信號的特征。最后將處理后得到的各個參量的特征信息傳入作為訓練樣本傳入RBF神經網絡對神經網絡進行訓練，直到神經網絡輸出的巖石硬度預期值與真實的巖石硬度值的誤差達到預期誤差結束神經網絡訓練。完成神經網絡訓練后，建立神經網絡識別數據庫對截割過程傳感器的參數進行實時識別，并在顯示器上實時顯示巖石硬度信息。
[0010]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，截割部分可由橫向步進電機帶動橫向滾珠絲杠旋轉，橫向滾珠絲杠旋轉帶動橫向滾珠螺母橫向運動，進而使得截割部分橫向運動。
[0011]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，截割部分可由縱向步進電機帶動縱向滾珠絲杠旋轉，縱向滾珠絲杠旋轉帶動縱向滾珠螺母縱向運動，進而使得截割部分縱向運動。
[0012]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，截割部分的截割頭和截割電機通過減速模塊相連接。
[0013]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，試件臺部分試件固定模塊可調節固定巖石試件。
[0014]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，模擬截割頭按真實掘進機截割頭等比例縮小。
[0015]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，相似模擬巖石試件巖石硬度通過實驗配比以及巖石力學實驗硬度已知。
[0016]作為優選，本專利技術提供的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，電流傳感器安裝在截割電機三相進線端位置，震動加速度傳感器安裝在截割頭后端與減速器相連位置，聲發射傳感器安裝在巖石試件上端。
[0017]有益效果：
[0018]本專利技術通過多傳感器信息融合技術、RBF神經網絡識別技術，對掘進機截割不同硬度巖石進行相似模擬實驗，實現了對掘進機截割巖壁過程中的巖石硬度智能識別，顯示裝置可實時顯示巖石硬度。掘進機司機可根據顯示的巖石硬度及時調整截割狀態，避免掘進
機功率超限、截齒過度損壞。
附圖說明
[0019]下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明：
[0020]圖1是本專利技術主要裝置的三維側視圖
[0021]圖2是本專利技術主要裝置的三維俯視圖
[0022]圖3是本專利技術主要裝置的三維后視圖
[0023]圖4是本專利技術裝置的橫向移動裝置的三維裝置圖
[0024]圖5是本專利技術裝置的橫向移動裝置的三維俯視圖
[0025]圖6是本專利技術裝置的橫向移動裝置的三維后視圖
[0026]圖7是本專利技術裝置的縱向移動裝置的三維裝置圖
[0027]圖8是本專利技術裝置的縱向移動裝置的三維裝置俯視圖
[0028]圖9本專利技術裝置的縱向移動裝置的三維后視圖
[0029]圖10是本專利技術裝置的橫向和縱向移動組合裝置的三維裝置俯視圖...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，其特征在于：包括截割電機、橫向步進電機、縱向步進電機、橫向雙線軌、縱向雙線軌、橫向滾珠絲杠、縱向滾珠絲杠、橫向滑臺、縱向滑臺、減速齒輪、截割頭、試件臺、試件固定模塊、工作臺、電流傳感器、震動傳感器、聲發射傳感器、數據采集卡、工控機、顯示屏,縱向步進電機帶動截割部分縱向移動，橫向截割電機帶動截割部分橫向移動，截割電機帶動截割頭轉動。2.根據權利要求1所述的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，其特征在于：所述截割部分可由橫向步進電機帶動橫向滾珠絲杠旋轉，橫向滾珠絲杠旋轉帶動橫向滾珠螺母橫向運動，進而使得截割部分橫向運動。3.根據權利要求1所述的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智能識別的裝置，其特征在于：所述截割部分可由縱向步進電機帶動縱向滾珠絲杠旋轉，縱向滾珠絲杠旋轉帶動縱向滾珠螺母縱向運動，進而使得截割部分縱向運動。4.根據權利要求1所述的一種掘進機截割巖壁巖石硬度智...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戚鵬飛，常聚才，陳瀟，齊潮，吳夢云，賀凱，熊藤根，
申請(專利權)人：安徽理工大學，
類型：新型
國別省市：