一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置的制作方法

本申请涉及采煤机的领域，尤其是涉及一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置。

背景技术：

1、滚筒采煤机是综合机械化采煤的主要设备之一，滚筒采煤机的结构包括牵引部，牵引部上转动连接有摇臂，摇臂的自由端转动设置有滚筒。使用时，摇臂先带动滚筒向下摆动，到达设定位置后锁定，牵引部带动摇臂和滚筒水平移动将侧壁上的煤矿采下，牵引部回程前，摇臂向上摆动，滚筒提高一个高度后再进行回程采煤。记忆截割、采高卧底显示等功能需要对采煤机采高的精准定位来实现，是采煤机实现自动化与智能化不可或缺的功能之一。

2、对于现有的采煤机摇臂摆角探测装置如公开号cn217403422u的中国专利公开的一种采煤机的摇臂摆角探测装置，包括安装在摇臂上的摆角探测杆，安装在牵引部上的旋转编码器，旋转编码器的输入轴通过连杆与摆角探测杆连接。使用时，摇臂带动摆角探测杆转动，摆角探测杆再带动连杆转动，连杆最后带动旋转编码器的输入轴转动，旋转编码器的输入轴转动的角度就是摇臂转动的角度，由旋转编码器输出摇臂的转动角度数据。

3、旋转编码器的原理为：旋转编码器内转动设置由转轴，转轴上固定有码盘，码盘边缘周向圆周阵列开设有多个小孔，码盘两侧分别设置有发光二极管和光敏二极管，码盘转动时，光敏二极管陆续收到发光二极管放出的光，从而输出方波，根据方波得知转轴转动的角度，旋转编码器的检测精度取决于码盘上小孔的数量，旋转编码器中码盘上小孔的数量越多越密，该旋转编码器的价格越昂贵。

4、采煤机的摇臂摆动行程在向上60°和向下60°的范围内，即摇臂在120°的范围内摆动，若采用上述现有技术，将编码器通过传动直连摇臂，探测过程中，旋转编码器内码盘的转动角度不会超过120°，也就是说码盘只有三分之一参与了摆角探测，对于普通旋转编码器，其码盘上的小孔数量不够多，难以满足高精度的需求，而高精度的旋转编码器，价格又过于昂贵。

技术实现思路

1、为了通过普通旋转编码器实现对采煤机摇臂摆角的高精度探测，本申请提供一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置。

2、本申请提供的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置采用如下的技术方案：

3、一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，包括用于安装在牵引部上的座板，所述座板上安装有旋转编码器，所述旋转编码器的输入轴上连接有齿轮盘，所述齿轮盘与所述旋转编码器的输入轴之间设置有传动键，所述旋转编码器的输入轴与所述齿轮盘上开设有与所述传动键匹配的键槽，所述座板上安装有与所述齿轮盘配合的扇形齿轮，所述扇形齿轮的齿数与所述齿轮盘的齿数相同，所述扇形齿轮同轴转动连接于所述座板上，所述扇形齿轮远离所述齿轮盘的一侧连接有联杆，所述联杆远离所述扇形齿轮的一端开设有长条滑移孔，所述长条滑移孔内设置有用于安装在摇臂上的传动销，所述座板上于所述联杆两侧均安装有用于限制所述扇形齿轮在行程范围内运动的限位杆。

4、通过采用上述技术方案，利用扇形齿轮与齿轮盘之间固定的传动比，通过检测转动角度大的齿轮盘，侧面计算出扇形齿轮和摇臂的转动角度，大大提高检测精度，扇形齿轮转动一个完整的行程，齿轮盘恰好转动一圈，从而充分利用旋转编码器的检测精度，同时，旋转编码器内码盘上每一个小孔都唯一对应摇臂在行程内的角度，方便计算摇臂的角度。

5、优选的，所述旋转编码器的输入轴上设置有用于加固所述传动键的夹紧组件，所述夹紧组件包括相互配合的第一夹块和第二夹块，所述第一夹块与所述第二夹块通过螺栓连接，所述第一夹块和所述第二夹块上开设有与所述旋转编码器的输入轴配合的夹紧槽，所述传动键远离所述旋转编码器的输入轴的侧面设置为倾斜面，所述传动键的厚度沿靠近所述座板的方向逐渐减小，所述第一夹块和所述第二夹块于所述夹紧槽内均开设有与所述传动键配合的卡口。

6、通过采用上述技术方案，进一步提高齿轮盘与旋转编码器的输入轴之间连接的稳定性，避免齿轮盘相对旋转编码器的输入轴转动，造成检测精度不足。

7、优选的，所述齿轮盘一侧开设有传动插槽，所述第一夹块和所述第二夹块均插接于所述传动插槽内。

8、通过采用上述技术方案，避免齿轮盘相对旋转编码器的输入轴转动。

9、优选的，所述联杆远离所述长条滑移孔的一端与所述扇形齿轮转动连接，所述扇形齿轮上安装有弹性跳珠，所述联杆上开设有与所述弹性跳珠配合的卡接口。

10、通过采用上述技术方案，减轻摇臂受到的碰撞冲击向扇形齿轮与齿轮盘处传递。

11、优选的，所述限位杆上固定有用于吸附所述扇形齿轮便于所述扇形齿轮稳定停留在极限位置处的磁吸块。

12、通过采用上述技术方案，维护时，转动摇臂恢复至行程范围内，磁吸块锁定扇形齿轮的位置，弹性跳珠重新卡入卡接口内，联杆继续带动扇形齿轮转动。

13、优选的，所述扇形齿轮的圆心角为120°，所述座板上安装有用于保护所述扇形齿轮和所述齿轮盘的护罩。

14、通过采用上述技术方案，扇形齿轮的圆心角为120°满足摇臂的使用需求；护罩起到防护的作用。

15、优选的，所述传动销一端设置有便于将所述传动销安装至摇臂上的螺纹段，所述螺纹段与所述传动销之间设置有拧动部，所述螺纹段上套设有垫圈。

16、通过采用上述技术方案，便于将传动销固定在摇臂上。

17、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

18、1.利用扇形齿轮与齿轮盘之间固定的传动比，通过齿轮盘放大需要检测的角度，从而提高摇臂摆角的检测精度；

19、2.方便计算摇臂的角度，摇臂摆动一个完整的行程，齿轮盘正好转动一圈，也就意味着旋转编码器内码盘也转动一圈，所以转编码器内码盘上每一个小孔对应着摇臂行程中唯一的一个位置；

20、3.保护扇形齿轮与齿轮盘之间的传动比，同时，提高维护的便捷性；联杆受磁吸块阻挡后，可相对扇形齿轮转动，减小冲击向扇形齿轮与齿轮盘处传递，同时，摆臂受碰撞而转动超出行程范围后，需要维修，待转动摇臂恢复至行程范围内，磁吸块锁定扇形齿轮的位置，弹性跳珠重新卡入卡接口内，联杆继续带动扇形齿轮转动。

技术特征：

1.一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：包括用于安装在牵引部(28)上的座板(1)，所述座板(1)上安装有旋转编码器(2)，所述旋转编码器(2)的输入轴（27）上连接有齿轮盘(3)，所述齿轮盘(3)与所述旋转编码器(2)的输入轴（27）之间设置有传动键(8)，所述旋转编码器(2)的输入轴（27）与所述齿轮盘(3)上开设有与所述传动键(8)匹配的键槽(26)，所述座板(1)上安装有与所述齿轮盘(3)配合的扇形齿轮(4)，所述扇形齿轮(4)的齿数与所述齿轮盘(3)的齿数相同，所述扇形齿轮(4)同轴转动连接于所述座板(1)上，所述扇形齿轮(4)远离所述齿轮盘(3)的一侧连接有联杆(5)，所述联杆(5)远离所述扇形齿轮(4)的一端开设有长条滑移孔(6)，所述长条滑移孔(6)内设置有用于安装在摇臂(29)上的传动销(7)，所述座板(1)上于所述联杆(5)两侧均安装有用于限制所述扇形齿轮(4)在行程范围内运动的限位杆(15)。

2.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：所述旋转编码器(2)的输入轴（27）上设置有用于加固所述传动键(8)的夹紧组件，所述夹紧组件包括相互配合的第一夹块(9)和第二夹块(10)，所述第一夹块(9)与所述第二夹块(10)通过螺栓(11)连接，所述第一夹块(9)和所述第二夹块(10)上开设有与所述旋转编码器(2)的输入轴（27）配合的夹紧槽(12)，所述传动键(8)远离所述旋转编码器(2)的输入轴（27）的侧面设置为倾斜面，所述传动键(8)的厚度沿靠近所述座板(1)的方向逐渐减小，所述第一夹块(9)和所述第二夹块(10)于所述夹紧槽(12)内均开设有与所述传动键(8)配合的卡口（13）。

3.根据权利要求2所述的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：所述齿轮盘(3)一侧开设有传动插槽(14)，所述第一夹块(9)和所述第二夹块(10)均插接于所述传动插槽(14)内。

4.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：所述联杆(5)远离所述长条滑移孔(6)的一端与所述扇形齿轮(4)转动连接，所述扇形齿轮(4)上安装有弹性跳珠(16)，所述联杆(5)上开设有与所述弹性跳珠(16)配合的卡接口。

5.根据权利要求4所述的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：所述限位杆(15)上固定有用于吸附所述扇形齿轮(4)便于所述扇形齿轮(4)稳定停留在极限位置处的磁吸块(18)。

6.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：所述扇形齿轮(4)的圆心角为120°，所述座板(1)上安装有用于保护所述扇形齿轮(4)和所述齿轮盘(3)的护罩(19)。

7.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，其特征在于：所述传动销(7)一端设置有便于将所述传动销(7)安装至摇臂(29)上的螺纹段(20)，所述螺纹段(20)与所述传动销(7)之间设置有拧动部(21)，所述螺纹段(20)上套设有垫圈(22)。

技术总结
本申请公开了一种采煤机摇臂摆角高精度探测装置，涉及采煤机的领域，其包括用于安装在牵引部上的座板，所述座板上安装有旋转编码器，所述旋转编码器的输入轴上连接有齿轮盘，所述座板上安装有与所述齿轮盘配合的扇形齿轮，所述扇形齿轮同轴转动连接于所述座板上，所述扇形齿轮远离所述齿轮盘的一侧连接有联杆，所述联杆远离所述扇形齿轮的一端开设有长条滑移孔，所述长条滑移孔内设置有用于安装在摇臂上的传动销。本申请能够大大提高采煤机摇臂摆角的检测精度。

技术研发人员：薛军,马海涛,刘银报,李前义,卜闯,张爱丽,肖文远,赵永杰
受保护的技术使用者：上海创力集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29