基于滚筒采煤机截割的煤岩识别装置的制作方法

本发明属于采煤工程技术领域，具体提供一种基于滚筒采煤机截割的煤岩识别装置。

背景技术：

滚筒采煤机是一种集机械系统和电气系统为一体的用于采煤的复杂机械设备，采用机械化采煤可以减轻体力劳动并提高安全性，以达到高产量、高效率和低消耗的目的。滚筒采煤机进行采煤截割时，要进行煤岩识别是实现采煤自动化的关键，现有的煤岩识别方式有很多种，例如基于煤岩自然γ射线辐射特性的传感器法，基于滚筒采煤机切割力响应的煤岩界面识别传感器法和煤层界面红外线探测法等，但是由于技术不成熟以及识别方式较为复杂，并未得到较好的应用。在许多情况下，采煤过程中还是需要依靠操作人员在井下工作面进行手动调整采煤机滚筒高度，不仅调高精度低，并且工人劳动强度大，煤炭开采质量差。具体而言，这基本都是由于现有的煤岩识别装置较为复杂和适应性差原因造成的。

因此，本领域需要一种新的基于滚筒采煤机截割的煤岩识别装置来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决背景技术指出的上述问题，即为了解决现有的煤岩识别装置较为复杂和适应性差的问题。本发明提供了一种基于滚筒采煤机截割的煤岩识别装置，该煤岩识别装置包括保护套筒、安装支架、喷水器、超声波换能器、激光发射器及激光接收器，所述安装支架安装于所述保护套筒内，所述保护套筒安装在所述采煤机摇臂的壳体上，所述喷水器、所述超声波换能器、所述激光发射器和所述激光接收器均安装于所述安装支架上，所述喷水器能够向煤岩界面喷射水流，所述超声波换能器能够向煤岩界面发射超声波并接收煤岩界面反射回来的回波，所述激光发射器能够向煤岩界面发射激光，所述激光接收器能够接收从煤岩界面反射回来的激光。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述喷水器包括设置于所述安装支架上的外壳以及设置于所述外壳内的进水通道和出水通道，所述进水通道与所述出水通道相连通。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述进水通道和所述出水通道同轴。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述滚筒采煤机上从滚筒采煤机摇臂外喷雾水路或采煤机其他水路中引出一路水与进水通道连接。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述滚筒采煤机摇臂外喷雾水路或采煤机其他水路通过水管与所述进水通道连接，所述水管沿所述摇臂的长度方向设置。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述进水通道内设电磁流量阀，所述电磁流量阀用于检测所述出水通道内的水量。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述电磁流量阀靠近所述进水通道的进口端。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述出水通道内设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述出水通道内的水压。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述压力传感器靠近所述出水通道的出口端。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述喷水器设置于所述安装支架的底部，所述超声波换能器、所述激光发射器和所述激光接收器均安装于所述安装支架的顶部。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述滚筒采煤机还包括控制器，所述控制器分别与所述超声波换能器、所述激光发射器和所述激光接收器信号连接。

在上述煤岩识别装置的优选技术方案中，所述采煤机摇臂上配置有摆角传感器，所述控制器与所述摆角传感器信号连接，并且所述控制器在接收到所述超声波换能器、所述激光发射器以及所述激光接收器的反馈信号后，可以根据煤岩的识别信息，发送指令信号至所述摆角传感器以调节所述采煤机滚筒的高度、躲避岩石以及进行煤炭切割操作。

本发明提供了一种基于滚筒采煤机截割的煤岩识别装置，其有益效果在于：通过超声波换能器的收发超声波的作用可以将喷水器喷射出的水流作为耦合介质，进而根据回波特性对煤岩界面进行识别，通过激光发射器发射激光和激光接收器接收激光可以根据激光特性对煤岩界面进行识别，从而能够将经过回波特性识别的煤岩界面和激光特性识别的煤岩界面进行比对，提高滚筒采煤机对煤岩界面的识别能力，从而便于滚筒采煤机进行截割作业，并且可以实现相互修正，即以回波特性识别的煤岩界面作为标准时，可以对激光特性的识别进行修正，而以激光特性识别的煤岩界面作为标准时，可以对回波特性的识别进行修正。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的煤岩识别装置的结构示意图；

图2是本发明的煤岩识别装置的安装示意图；

图中：1、安装支架；2、喷水器；3、超声波换能器；4、激光发射器；5、激光接收器；6、保护套筒；7、螺钉；8、煤岩识别装置；9、摇臂；10、滚筒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明提供了一种基于滚筒采煤机截割的煤岩识别装置，该煤岩识别装置包括安装支架1、喷水器2、超声波换能器3、激光发射器4、激光接收器5、保护套筒6以及螺钉7，安装支架1安装于所述保护套筒6内，保护套筒安装于所述6摇臂的壳体上，所述喷水器2、所述超声波换能器3、所述激光发射器4和所述激光接收器5均安装于所述安装支架1上，所述喷水器2能够向煤岩界面喷射水流，所述超声波换能器3能够向煤岩界面发射超声波并接收煤岩界面反射回来的回波，所述激光发射器4能够向煤岩界面发射激光，所述激光接收器5能够接收从煤岩界面反射回来的激光。通过上述结构的设计，可以实现通过超声波换能器3的收发超声波的作用可以将喷水器2喷射出的水流作为耦合介质，进而根据回波特性对煤岩界面进行识别，通过激光发射器4发射激光和激光接收器5接收激光可以根据激光特性对煤岩界面进行识别，从而能够将经过回波特性识别的煤岩界面和激光特性识别的煤岩界面进行比对，提高滚筒采煤机对煤岩界面的识别能力，从而便于滚筒采煤机进行截割作业，并且可以实现相互修正，即以回波特性识别的煤岩界面作为标准时，可以对激光特性的识别进行修正，而以激光特性识别的煤岩界面作为标准时，可以对回波特性的识别进行修正。

优选地，所述喷水器2包括设置于所述安装支架1上的外壳以及设置于所述外壳内的进水通道和出水通道，所述进水通道与所述出水通道相连通。通过所述进水通道可以将水引进所述出水通道内，并由所述出水通道向外喷射。

优选地，所述进水通道和所述出水通道同轴。将所述进水通道和所述出水通道设置为同轴可以避免由于喷水器2内部通道弯曲而降低喷水效果。

优选地，所述滚筒采煤机上从滚筒采煤机摇臂外喷雾水路或采煤机其他水路中引出一路水与进水通道连接。

优选地，所述滚筒采煤机摇臂外喷雾水路或采煤机其他水路通过水管与所述进水通道连接，所述水管沿所述摇臂的长度方向设置。在实际应用中，可以将所述水管通过u型卡等安装于所述摇臂上，防止与所述摇臂发生干涉或缠绕而出现所述水管破裂的情况。

优选地，所述进水通道内设电磁流量阀，所述电磁流量阀用于检测所述出水通道内的水压。

优选地，所述电磁流量阀靠近所述进水通道的进口端。

优选地，所述出水通道内设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述出水通道内的水压。通过所述压力传感器可以检测出水通道内的水压，当水压较低时可以控制所述电磁流量阀提高输送压力，当水压较高时可以控制所述电磁流量阀降低输送压力。

优选地，所述压力传感器靠近所述出水通道的出口端。将所述压力传感器设置于所述出水通道的出口端更能保证检测数据的准确性。

优选地，所述喷水器2设置于所述安装支架1的底部，所述超声波换能器3、所述激光发射器4和所述激光接收器5均安装于所述安装支架1的顶部。采用上述结构的布置，可以避免所述喷水器2在喷射水流时对所述超声波换能器3、所述激光发射器4和所述激光接收器5造成侵染而损坏所述超声波换能器3、所述激光发射器4和所述激光接收器5。

优选地，所述滚筒采煤机还包括控制器，所述控制器分别与所述超声波换能器3、所述激光发射器4和所述激光接收器5信号连接。所述控制器可以控制所述超声波换能器3发射超声波，并将反馈的回波信号通过所述超声波换能器3反馈给所述控制器进行分析，同理，所述控制器可以控制所述激光发射器4发射激光，并将反馈的激光信号通过所述激光接收器5反馈给所述控制器进行分析。

优选地，所述采煤机摇臂上配置有摆角传感器，所述控制器与所述摆角传感器信号连接，并且所述控制器在接收到所述超声波换能器3、所述激光发射器4以及所述激光接收器5的反馈信号后，可以根据煤岩的识别信息，发送指令信号至所述摆角传感器以调节所述采煤机滚筒的高度、躲避岩石以及进行煤炭切割操作。通过上述结构的设计，可以进一步提高所述采煤机的控制灵活性和操作安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。