【技術實現步驟摘要】
本申請涉及煤礦井下鉆機控制，具體地，涉及一種坑道鉆機下取桿自動控制裝置及控制方法。
技術介紹
1、在煤礦井下坑道鉆機進行鉆進作業時，涉及到兩個主要工序：打鉆和卸鉆。在打鉆過程中，需要將料箱內的鉆桿取出，并放置到動力頭的目標位置；而在卸鉆工序中，則需要將鉆桿從動力頭的目標位置收回，并放置到料箱內。為實現這一過程，取桿系統需要在料箱與動力頭之間實現鉆桿的來回搬運。有兩種主要的取桿系統，即上取桿系統和下取桿系統。相較于上取桿系統，下取桿系統結構更為緊湊，占地面積更小，且能有效降低鉆機總高度，因此在狹小的煤礦巷道中得到了廣泛應用。
2、目前，上取桿系統自動控制裝置通常由上拉繩傳感器、z1舉升傳感器、x軸傳感器、接近開關、z2軸傳感器、控制系統等組成。然而，由于傳感器種類繁多，工作環境惡劣，容易導致故障頻發，從而影響整個系統的可靠性。相比之下，下取桿系統由于空間更加緊湊，其維修更為困難。因此，下取桿系統對于傳感器數量的要求更為嚴格，需要實現系統的穩定控制，并且方便進行維修。此外，上取桿系統在尋桿作業時需要逐列、逐行進行操作，導致用時較長，效率較低，嚴重影響了生產效率。
技術實現思路
1、為了克服現有技術中的至少一個不足，本申請提供一種坑道鉆機下取桿自動控制裝置及控制方法。
2、第一方面，提供一種坑道鉆機下取桿自動控制方法，其特征在于，用于取桿控制，包括：
3、步驟s11，根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數n，計算移動位置參數s＝(n+1)*△s，△s為料
4、步驟s12，頂升裝置頂起鉆桿，取桿機械手的手爪移動到s位置處，頂升裝置下落，鉆桿落到取桿機械手的手爪上；
5、步驟s13，當檢測到取桿機械手的手爪上有鉆桿時，手爪閉合；待頂升裝置下落到最低位置后，取桿機械手的手爪移動到履帶車體上的中轉工位，手爪張開；
6、步驟s14，當檢測到取桿機械手的手爪上沒有鉆桿時，返回步驟步驟s12；若頂升裝置下落后，檢測到取桿機械手的手爪上沒有鉆桿的時間超過設定值，滿列數更新為n-1，返回步驟s11，直至接收到取桿終止信號，或者料箱內所有鉆桿均被取出，停止取桿作業。
7、在一個實施例中，根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數n，包括：
8、當頂升裝置處于最低點時，計算第一滿列數n′：
9、
10、δa＝2*(l1+l2+l3)
11、
12、其中，l為當頂升裝置處于最低點時放大后的位移量，δa為料箱中一個列對應的位移量，l1為第一位移段，l2為第二位移段，l3為第三位移段；r1為上定位輪的半徑，r2為鉆桿橫截面的半徑，a為隔板的厚度，b為相鄰隔板之間的距離；
13、當頂升裝置頂升到最高點時，計算第二滿列數n*：
14、
15、δa′＝2*(l1′+l2′+l3′)
16、
17、其中，l′為當頂升裝置頂升到最高點時放大后的位移量，δa′為當頂升裝置頂升到最高點時，料箱中一個列對應的位移量，l1′為第一位移段，l2′為第二位移段，l3′為第三位移段；r2為上定位輪的半徑，r2為鉆桿橫截面的半徑，a為隔板的厚度，b為相鄰隔板之間的距離；h為鉆桿被頂升的高度；
18、若第一滿列數n′等于第二滿列數n*，則確定滿列數n＝n′＝n*，若連續兩次計算的第一滿列數n′不等于第二滿列數n*，則人工檢查并處理故障。
19、第二方面，提供一種坑道鉆機下取桿自動控制方法，用于收桿控制，包括：
20、步驟s21，根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數n，計算移動位置參數s＝(n+1)*△s，△s為料箱每一列的寬度尺寸；
21、步驟s22，頂升裝置頂起鉆桿，同時取桿機械手向料箱內運動，當檢測到取桿機械手的手爪即將進入料箱時，頂升裝置落下，取桿機械手的手爪移動到s位置處，手爪張開，頂升裝置升起將鉆桿頂起；
22、步驟s23，當檢測到取桿機械手的手爪上沒有鉆桿時，取桿機械手的手爪移動到中轉工位；
23、步驟s24，當檢測到取桿機械手的手爪上有鉆桿時，返回步驟s22；若位移傳感器的測量值發生突變，滿列數更新為n+1，返回步驟s21，直至接收到收桿終止信號，或者料箱內所有列均放滿鉆桿，停止收桿作業。
24、在一個實施例中，根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數n，包括：
25、當頂升裝置處于最低點時，計算第一滿列數n′：
26、
27、δa＝2*(l1+l2+l3)
28、
29、其中，l為當頂升裝置處于最低點時放大后的位移量，δa為料箱中一個列對應的位移量，l1為第一位移段，l2為第二位移段，l3為第三位移段；r1為上定位輪的半徑，r2為鉆桿橫截面的半徑，a為隔板的厚度，b為相鄰隔板之間的距離；
30、當頂升裝置頂升到最高點時，計算第二滿列數n*：
31、
32、δa′＝2*(l1′+l2′+l3′)
33、
34、其中，l′為當頂升裝置頂升到最高點時放大后的位移量，δa′為當頂升裝置頂升到最高點時，料箱中一個列對應的位移量，l1′為第一位移段，l2′為第二位移段，l3′為第三位移段；r2為上定位輪的半徑，r2為鉆桿橫截面的半徑，a為隔板的厚度，b為相鄰隔板之間的距離；h為鉆桿被舉升的高度；
35、若第一滿列數n′等于第二滿列數n*，則確定滿列數n＝n′＝n*，若連續兩次計算的第一滿列數n′不等于第二滿列數n*，則人工檢查并處理故障。
36、第三方面，提供一種坑道鉆機下取桿自動控制裝置，包括：履帶車體，履帶車體上設置有取桿機械手、頂升裝置、料箱，料箱上設置有位移檢測裝置、滑輪位移放大裝置、控制單元；
37、取桿機械手設置在料箱的下方，并通過平移控制裝置安裝在履帶車體上以實現取桿機械手在履帶車體上的滑動，以將鉆桿運送到料箱內或者取走料箱內的鉆桿；
38、頂升裝置設置在料箱的下方，用于頂升料箱內的鉆桿；
39、位移檢測裝置包括多工位滿列檢測繩，多工位滿列檢測繩設置在料箱內，當頂升裝置頂升料箱內的鉆桿時，多工位滿列檢測繩產生位移；
40、滑輪位移放大裝置用于將位移進行放大，并測量放大后的位移量；
41、控制單元用于根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數，并根據料箱內的滿列數，控制取桿機械手將鉆桿運送到料箱內或者取走料箱內的鉆桿。
42、在一個實施例中，位移檢測裝置還包括設置在料箱的隔板上的檢測繩定位部件，檢測繩定位部件包括上定位部件和下定位部件；多工位滿列檢測繩的一端通過檢測繩端部固定塊固定在料箱上，另一端穿過上定位部件和下定位部件的中間，并連接滑輪位移放大裝置。
43、在一個實施例中，滑輪位移放大裝置包括滑輪組和位移傳感器，滑輪組包括換向定滑輪、大動滑輪本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種坑道鉆機下取桿自動控制方法，其特征在于，用于取桿控制，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數N，包括：
3.一種坑道鉆機下取桿自動控制方法，其特征在于，用于收桿控制，包括：
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數N，包括：
5.一種坑道鉆機下取桿自動控制裝置，其特征在于，包括：履帶車體(1)，所述履帶車體(1)上設置有取桿機械手(2)、頂升裝置(3)、料箱(4)，所述料箱(4)上設置有位移檢測裝置(6)、滑輪位移放大裝置(5)、控制單元；
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述位移檢測裝置(6)還包括設置在所述料箱(4)的隔板上的檢測繩定位部件，所述檢測繩定位部件包括上定位部件(63)和下定位部件(62)；所述多工位滿列檢測繩(61)的一端通過檢測繩端部固定塊(64)固定在料箱(4)上，另一端穿過所述上定位部件(63)和所述下定位部件(62)的中間，并連接所述滑輪位移放大裝置(5)。
7.如權利要求5所述
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述滑輪位移放大裝置(5)還包括回彈裝置，所述回彈裝置包括回彈彈簧(501)、動滑輪彈簧支撐軸(519)、定滑輪彈簧支撐軸(525)；所述回彈彈簧(501)的兩端分別連接所述動滑輪彈簧支撐軸(519)和所述定滑輪彈簧支撐軸(525)；所述動滑輪彈簧支撐軸(519)和所述定滑輪彈簧支撐軸(525)之間設置所述大動滑輪(511)、所述小動滑輪(509)、所述大定滑輪(503)、所述小定滑輪(505)，所述回彈彈簧(501)具有預拉力，使得多工位滿列檢測繩(61)、位移傳感器(517)的拉繩(518)在所述料箱(4)處于空倉、半倉、滿倉時均能夠處于繃直狀態。
9.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述取桿機械手(2)包括手爪和接近開關(25)，所述手爪包括定位機械手爪(21)、活動機械手爪(22)、手爪抓緊油缸(23)；所述活動機械手爪(22)在所述手爪抓緊油缸(23)的作用下靠近或者遠離所述定位機械手爪(21)，以實現所述手爪的張開和閉合；所述接近開關(25)安裝在所述手爪的凹槽內，用于檢測所述手爪上是否有鉆桿。
10.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述控制單元用于實現權利要求1～4任意一項權利要求所述的坑道鉆機下取桿自動控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種坑道鉆機下取桿自動控制方法，其特征在于，用于取桿控制，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數n，包括：
3.一種坑道鉆機下取桿自動控制方法，其特征在于，用于收桿控制，包括：
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據放大后的位移量確定料箱內的滿列數n，包括：
5.一種坑道鉆機下取桿自動控制裝置，其特征在于，包括：履帶車體(1)，所述履帶車體(1)上設置有取桿機械手(2)、頂升裝置(3)、料箱(4)，所述料箱(4)上設置有位移檢測裝置(6)、滑輪位移放大裝置(5)、控制單元；
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述位移檢測裝置(6)還包括設置在所述料箱(4)的隔板上的檢測繩定位部件，所述檢測繩定位部件包括上定位部件(63)和下定位部件(62)；所述多工位滿列檢測繩(61)的一端通過檢測繩端部固定塊(64)固定在料箱(4)上，另一端穿過所述上定位部件(63)和所述下定位部件(62)的中間，并連接所述滑輪位移放大裝置(5)。
7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述滑輪位移放大裝置(5)包括滑輪組和位移傳感器(517)，所述滑輪組包括換向定滑輪(515)、大動滑輪(511)、小動滑輪(509)、大定滑輪(503)、小定滑輪(505)；所述位移傳感器(517)的拉繩(518)一端穿過所述大...
【專利技術屬性】
技術研發人員：路前海，燕斌，董洪波，代晨昱，彭光宇，姚亞峰，邢望，鄧立博，
申請(專利權)人：中煤科工西安研究院集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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