一种刮板输送机的张力检测系统装置及刮板输送机的制作方法

1.本实用新型属于张力检测与输送技术领域，涉及一种刮板输送机的张力检测系统装置及刮板输送机。


背景技术：

2.刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续动作式运输机械，由于其特殊的结构和工作环境适应能力，刮板输送机迄今为止仍是煤矿井下采煤时的重要运输设备。随着高产高效工作面的建设，刮板输送机向大运量、长距离、大功率方向发展，刮板机的可靠性在工作面生产中变得越来越重要。
3.链条作为刮板输送机的主要零部件，在使用过程中其链条的松紧直接影响刮板输送机的使用寿命。由于井下工作环境的恶劣，在刮板输送机的链条牵引刮板群进行物料推移时，会引起链条的纵向振动，还会引起刮板群的扭摆振动，一旦刮板输送机的刮板端部出现卡链故障时，常会引起链轮的断裂，从而导致刮板输送机的被迫停运，给井下正常的采煤作业造成影响。此外，链条过松或过紧都会导致刮板输送机的链轮轴组和链条磨损加剧，即使在工作面运输机不工作的状态下链条始终处于张紧状态，同时降低了链条自身的寿命。
4.在每次出现断链后，使整个工作面停止生产，如停机不及时，还要造成堆链，堆煤等问题，使事故进一步扩大，由于该事故出现无任何征兆，因此，恢复生产占用工时多，严重影响了工作面开机率，造成了巨大的经济损失。有资料表明刮板输送机断链事故时间占刮板输送机事故时间的52.2％，因此，非常有必要提高刮板输送机的可靠性，保障综采工作面的正常生产，为此，许多人考虑采用张力监测装置预防断链事故发生。
5.cn103771109a公开了一种刮板输送机张力检测装置，该检测装置在井下刮板输送机工作时对链环上的张力进行实时、精确的监测，存储测试得到的数据，并对链环的加速度进行实时、精确的监测和数据储存。包括刮板和固定在刮板上的横梁、张力检测系统及加速度检测系统；张力检测系统由张力检测机构、第一电源、第一a/d转换器、第一数据存储器组成，张力检测机构由链环和固定在链环上的应力测试器组成，刮板上具有链环槽，链环设置在链环槽内，并通过设置在刮板底部的横梁固定；加速度检测系统由第二电源、加速度传感器、第二a/d转换器及第二数据存储器组成。
6.cn212126506u公开了一种防断及防脱的中央除尘器刮板，设于中央除尘器的方形管道内，包括动力组件，由所述动力组件驱动的主动轴，设于所述主动轴上的主动链轮，从动轴，设于所述从动轴上的从动链轮，以及绕设于所述主动链轮及所述从动链轮上的刮尘链条组件；所述刮尘链条组件包括链条及固定在所述链条外侧的刮尘板；所述方形管道内设有用于检测链条下垂度的检测组件，所述检测组件包括与所述方形管道连接的多个支架及设于所述支架上的第一接近开关或第一位移传感器；所述第一接近开关或第一位移传感器能够发送电信号，并通过plc控制模块控制所述动力组件的启停。
7.cn110040469a公开了一种刮板输送机链条张力监测系统基方法，系统包括太赫兹波收发器，所述太赫兹波收发器通过支架单元固定在采煤机位于刮板链上方一侧的侧板
上，用于生成一个或多个太赫兹波束，对传输中的刮板输送机链条进行探测扫描；防尘罩，设置在太赫兹波收发器外部，用于将外界环境粉尘与太赫兹波收发器隔离，防尘罩上设有一面由透明材料制成的工作面；刮粉机构，用于对防尘罩的工作面外表面的粉尘进行刮除；粉尘检测传感器，用于对防尘罩附近的粉尘量进行实时检测；控制器，所述太赫兹波收发器的信号输出端和所述粉尘检测传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与刮粉机构的信号输入端连接。
8.但目前使用的链条张紧力检测装置结构复杂，操作繁琐，不适用矿下的作业环境，因此需要进一步改进。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种刮板输送机的张力检测系统装置及刮板输送机，通过压力大小结合下垂量大小可以更加准确评估链条的松紧程度，从而有助于提高后续调整精度，可以更加准确调整主动链轮和从动链轮之间的距离。
10.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
11.第一方面，本实用新型提供了一种刮板输送机的张力检测系统装置，所述的张力检测系统装置包括压力传感器、位移传感器和控制模块，所述的压力传感器设置于刮板输送机的主动链轮上，用于检测主动链轮与刮板输送机链条间的压力，所述的位移传感器位于链条松弛下垂最低点的正下方，所述的位移传感器用于检测链条在输送过程中的下垂量，所述的压力传感器和位移传感器分别电性连接所述的控制模块。
12.本实用新型提供的张力检测系统装置从压力和下垂量两个层面综合评价了输送机的张力大小，避免了单一传感器出现的检测误差和误判，从而影响整个设备的正常使用，通过压力大小结合下垂量大小可以更加准确评估链条的松紧程度，从而有助于提高后续调整精度，可以更加准确调整主动链轮和从动链轮之间的距离。
13.需要说明的是，本实用新型所述的刮板输送机为本领域技术人员所公知的一类运输设备，刨除本实用新型限定的张力检测系统装置之外的其他结构已为现有技术公开，本实用新型对此不作具体要求和特殊限定；当然，本实用新型限定的张力检测系统装置需要安装于刮板输送机的不同位置，例如压力传感器需要安装于刮板输送机的主动链轮上，位移传感器则要安装于链条松弛下垂最低点的正下方，但这些设备的安装位置是刮板输送机的基本结构，换言之，每一个刮板输送机都必然包括主动链轮和链条，因此本实用新型所述的主动链轮和链条的位置关系和连接关系默认为本领域技术人员所公知，因此不再赘述。
14.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的张力检测系统装置还包括与主动链轮传动连接的运动模块，所述的运动模块用于带动主动链轮移动，改变主动链轮和从动链轮之间的距离，从而绷紧或放松链条。
15.本实用新型通过控制模块与运动模块的控制过程，实现了链条张力的自动调整，使链条始终保持理想的张紧状态，其结构简单，能够与工作面输送机形成一体，减少人工操作，当输送机在不工作状态下，能控制链条自动缩回，处于松弛状态，从而增加了链条的使用寿命。
16.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的运动模块电性连接所述的控制模块，压力传感器和位移传感器将采集到的压力数据和下垂量数据传输至控制模块，控制模
块对数据进行分析处理后向运动模块发出控制指令，控制运动模块带动主动链轮移动，调节链条的松紧程度。
17.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的运动模块包括液压油缸，所述的液压油缸包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆的驱动端位于缸筒内，通过向缸筒内注油驱动活塞杆在缸筒内进行活塞运动，所述活塞杆的自由端伸出缸筒并连接所述的主动链轮。
18.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的运动模块还包括与缸筒连通的注油装置，所述的注油装置与缸筒的连接管路上设置有打压泵，所述的打压泵与控制模块电性连接，所述的控制模块用于控制打压泵的输出功率从而调节注油速度。
19.本实用新型还提供了一种可选的技术方案，即搭配报警装置和急停装置，将报警装置和急停装置分别电性接入控制模块，一旦控制模块监测到压力超过阈值，同时下垂量发生明显变化时，表明此时的链条处于绷紧状态，在向运动模块发出控制指令的同时，控制报警装置开启，通过声光提醒作业人员注意，可选地包括装置为蜂鸣器和/或警报灯。如果控制模块一段时间后感应到链条仍处于紧绷状态且没有放松迹象，则向急停装置发出控制指令，对运输机进行断电停机。增设报警装置和急停装置的目的主要为了防止运动模块出现问题，导致主动链轮和从动链轮之间的距离无法及时调整，造成链条断裂。
20.基于上述技术方案，需要说明的是，当同时满足以下两个条件：(1)实施压力超出压力阈值；(2)链条下垂量发生明显变化时，控制模块才会向运动模块发出控制指令，通过运动模块带动主动链轮，改变主动链轮和从动链轮之间的距离。但如果只满足其中一个条件，此时无需调整主动链轮和从动链轮之间的距离，单一情况的变化可能是运输过程中的偶然事件，不能作为定性标准，但在这种情况下可以向报警装置发出控制指令，通过警报或蜂鸣提醒工作人员需要注意链条情况，及时调整。
21.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的控制模块包括依次电性连接的放大电路、滤波器、a/d转换器和单片机，所述的压力传感器和位移传感器分别电性连接所述的放大电路。
22.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的张力检测系统装置还包括无线通讯模块，所述的无线通讯模块包括依次电性连接的存储器、基带芯片、射频收发电路和外置天线，所述的存储器电路连接所述的单片机，所述的控制模块将获取的压力数据和下垂量数据通过无线网络传输至远程监控中心或监控终端。
23.需要说明的是，压力传感器和位移传感器采集到的压力数据和下垂量变化数据经过放大电路、a/d转换后传送到单片机中存储和管理，再经过交换机网络设备传送到远程监控中心或监控终端，有助于地面人员实时了解输送机链条的张力情况，能在现场以外进行远程监控，并通过远程控制运动模块实现链条的自动调整。
24.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的位移传感器为激光位移传感器。
25.在本实用新型中，激光位移传感器包括光电阵列器件，光电阵列器件上开设有激光入射窗，激光发射器的发射端与光电阵列器件的激光入射窗相对，光电阵列器件靠近激光入射窗的一端设置有光学暗腔。
26.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的压力传感器为压电传感器。
27.在本实用新型中，压电传感器包括有机薄膜，有机薄膜的两侧表面分别设有压电陶瓷片，将其中一片压电陶瓷片粘贴于主动链轮上，利用压电陶瓷片的逆压电效应产生驱
动力，使有机薄膜的另一侧面的压电陶瓷片由于压电效应产生一定的电信号输出，随着链条的收紧和放松，链条向主动链轮上施加的压力也会随之增大或减小，从而改变了主动链轮的形变量，当主动链轮发生形变量突变时，会产生不同的电信号输出。
28.第二方面，本实用新型提供了一种包括第一方面所述的张力检测系统装置的刮板输送机，所述的刮板输送机包括主动链轮和从动链轮，所述的主动链轮和从动链轮之间绕设有相互平行的两排链条，两排链条之间设置有刮板。
29.所述的刮板输送机还包括第一方面所述的张力检测系统装置，其中，所述的压力传感器设置于刮板输送机的主动链轮上，所述的位移传感器位于链条松弛下垂最低点的正下方。
30.本实用新型提供的张力检测系统装置的作用原理为：
31.压力传感器检测主动链轮处的压力，位移传感器检测链条在松弛状态下最低点的下垂量变化，并将数据传输至控制模块，控制模块对数据进行分析处理后向打压泵发出控制指令，如果主动链轮处的压力超过预设压力阈值，同时链条的下垂量出现明显变化时，表明此时的链条处于绷紧状态且需要调整，此时控制模块向运动模块发出控制指令，控制运动模块带动主动链轮移动，缩小主动链轮和从动链轮之间的距离，放松链条；与此同时，控制模块通过将压力和下垂量变化通过无线网络传输至远程监控中心或监控终端。
32.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
33.本实用新型提供的张力检测系统装置从压力和下垂量两个层面综合评价了输送机的张力大小，避免了单一传感器出现的检测误差和误判，从而影响整个设备的正常使用，通过压力大小结合下垂量大小可以更加准确评估链条的松紧程度，从而有助于提高后续调整精度，可以更加准确调整主动链轮和从动链轮之间的距离。
附图说明
34.图1为本实用新型一个具体实施方式提供的张力检测装置的侧视图；
35.图2为本实用新型一个具体实施方式提供的张力检测装置的俯视图；
36.其中，1
‑
主动链轮；2
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从动链轮；3
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链条；4
‑
压力传感器；5
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位移传感器；6
‑
控制模块；7
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运动模块；8
‑
刮板。
具体实施方式
37.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连
接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
40.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种张力检测系统装置，所述的张力检测系统装置如图1所示，包括压力传感器4、位移传感器5和控制模块6，压力传感器4设置于刮板输送机的主动链轮1上，用于检测主动链轮1与刮板输送机链条3间的压力，位移传感器5位于链条3松弛下垂最低点的正下方，位移传感器5用于检测链条3在输送过程中的下垂量，压力传感器4和位移传感器5分别电性连接控制模块6。
41.本实用新型提供的张力检测系统装置从压力和下垂量两个层面综合评价了输送机的张力大小，避免了单一传感器出现的检测误差和误判，从而影响整个设备的正常使用，通过压力大小结合下垂量大小可以更加准确评估链条3的松紧程度，从而有助于提高后续调整精度，可以更加准确调整主动链轮1和从动链轮2之间的距离。
42.需要说明的是，上述刮板输送机为本领域技术人员所公知的一类运输设备，刨除本实用新型限定的张力检测系统装置之外的其他结构已为现有技术公开，本实用新型对此不作具体要求和特殊限定；当然，本实用新型限定的张力检测系统装置需要安装于刮板输送机的不同位置，例如压力传感器4需要安装于刮板输送机的主动链轮1上，位移传感器5则要安装于链条3松弛下垂最低点的正下方，但这些设备的安装位置是刮板输送机的基本结构，换言之，每一个刮板输送机都必然包括主动链轮1和链条3，因此本实用新型所述的主动链轮1和链条3的位置关系和连接关系默认为本领域技术人员所公知，因此不再赘述。
43.进一步地，张力检测装置还包括与主动链轮1传动连接的运动模块7，运动模块7用于带动主动链轮1移动，改变主动链轮1和从动链轮2之间的距离，从而绷紧或放松链条3。
44.通过控制模块6与运动模块7的控制过程，实现了链条3张力的自动调整，使链条3始终保持理想的张紧状态，其结构简单，能够与工作面输送机形成一体，减少人工操作，当输送机在不工作状态下，能控制链条3自动缩回，处于松弛状态，从而增加了链条3的使用寿命。
45.进一步地，运动模块7电性连接控制模块6，压力传感器4和位移传感器5将采集到的压力数据和下垂量数据传输至控制模块6，控制模块6对数据进行分析处理后向运动模块7发出控制指令，控制运动模块7带动主动链轮1移动，调节链条3的松紧程度。
46.进一步地，运动模块7包括液压油缸，液压油缸包括缸筒和活塞杆，活塞杆的驱动端位于缸筒内，通过向缸筒内注油驱动活塞杆在缸筒内进行活塞运动，活塞杆的自由端伸出缸筒并连接主动链轮1。
47.进一步地，运动模块7还包括与缸筒连通的注油装置，注油装置与缸筒的连接管路上设置有打压泵，打压泵与控制模块6电性连接，控制模块6用于控制打压泵的输出功率从而调节注油速度。
48.本具体实施方式还提供了一种可选的技术方案，即搭配报警装置和急停装置，将报警装置和急停装置分别电性接入控制模块6，一旦控制模块6监测到压力超过阈值，同时下垂量发生明显变化时，表明此时的链条3处于绷紧状态，在向运动模块7发出控制指令的同时，控制报警装置开启，通过声光提醒作业人员注意，可选地包括装置为蜂鸣器和/或警
报灯。如果控制模块6一段时间后感应到链条3仍处于紧绷状态且没有放松迹象，则向急停装置发出控制指令，对运输机进行断电停机。增设报警装置和急停装置的目的主要为了防止运动模块7出现问题，导致主动链轮1和从动链轮2之间的距离无法及时调整，造成链条3断裂。
49.基于上述技术方案，需要说明的是，当同时满足以下两个条件：(1)实施压力超出压力阈值；(2)链条3下垂量发生明显变化时，控制模块6才会向运动模块7发出控制指令，通过运动模块7带动主动链轮1，改变主动链轮1和从动链轮2之间的距离。但如果只满足其中一个条件，此时无需调整主动链轮1和从动链轮2之间的距离，单一情况的变化可能是运输过程中的偶然事件，不能作为定性标准，但在这种情况下可以向报警装置发出控制指令，通过警报或蜂鸣提醒工作人员需要注意链条3情况，及时调整。
50.进一步地，控制模块6包括依次电性连接的放大电路、滤波器、a/d转换器和单片机，压力传感器4和位移传感器5分别电性连接放大电路。
51.进一步地，张力检测系统装置还包括无线通讯模块，无线通讯模块包括依次电性连接的存储器、基带芯片、射频收发电路和外置天线，存储器电路连接单片机，控制模块6将获取的压力数据和下垂量数据通过无线网络传输至远程监控中心或监控终端。
52.需要说明的是，压力传感器4和位移传感器5采集到的压力数据和下垂量变化数据经过放大电路、a/d转换后传送到单片机中存储和管理，再经过交换机网络设备传送到远程监控中心或监控终端，有助于地面人员实时了解输送机链条3的张力情况，能在现场以外进行远程监控，并通过远程控制运动模块7实现链条3的自动调整。
53.进一步地，位移传感器5为激光位移传感器5。
54.具体而言，激光位移传感器5包括光电阵列器件，光电阵列器件上开设有激光入射窗，激光发射器的发射端与光电阵列器件的激光入射窗相对，光电阵列器件靠近激光入射窗的一端设置有光学暗腔。
55.进一步地，压力传感器4为压电传感器。
56.具体而言，压电传感器包括有机薄膜，有机薄膜的两侧表面分别设有压电陶瓷片，将其中一片压电陶瓷片粘贴于主动链轮1上，利用压电陶瓷片的逆压电效应产生驱动力，使有机薄膜的另一侧面的压电陶瓷片由于压电效应产生一定的电信号输出，随着链条3的收紧和放松，链条3向主动链轮1上施加的压力也会随之增大或减小，从而改变了主动链轮1的形变量，当主动链轮1发生形变量突变时，会产生不同的电信号输出。
57.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种包括上述张力检测系统装置的刮板输送机，如图2所示，刮板输送机包括主动链轮1和从动链轮2，主动链轮1和从动链轮2之间绕设有相互平行的两排链条3，两排链条3之间设置有刮板8。
58.压力传感器4设置于刮板输送机的主动链轮1上，位移传感器5位于链条3松弛下垂最低点的正下方。
59.在另一个具体实施方式中，上述张力检测系统装置的作用原理为：
60.压力传感器4检测主动链轮1处的压力，位移传感器5检测链条3在松弛状态下最低点的下垂量变化，并将数据传输至控制模块6，控制模块6对数据进行分析处理后向打压泵发出控制指令，如果主动链轮1处的压力超过预设压力阈值，同时链条3的下垂量出现明显变化时，表明此时的链条3处于绷紧状态且需要调整，此时控制模块6向运动模块7发出控制
指令，控制运动模块7带动主动链轮1移动，缩小主动链轮1和从动链轮2之间的距离，放松链条3；与此同时，控制模块6通过将压力和下垂量变化通过无线网络传输至远程监控中心或监控终端。
61.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。