一种刮板输送机链条张力监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110040469A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910306445.5(22)申请日2019.04.17(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市大学路1号(72)发明人王大刚高文丽朱真才朱辉龙沈刚李翔汤峪(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人王美章(51)Int.Cl.B65G43/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种刮板输送机链条张力监测系统及方法(57)摘要本发明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。CN110040469ACN110040469A权利要求书1/2页1.一种刮板输送机链条张力监测系统，其特征在于，该系统包括：太赫兹成像单元，用于对传输中的刮板输送机链条进行探测扫描，以生成链条的视频或图像信号，包括：太赫兹波收发器、太赫兹图像处理装置、支架单元以及防尘罩，其中，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，太赫兹波收发器将采集到的链条视频或图像信号发送至太赫兹图像处理装置；所述防尘罩设置在太赫兹波收发器的外部，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，工作面上设有刮粉机构；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；所述太赫兹图像处理装置、粉尘检测传感器以及刮粉机构分别通过数据线与电脑连接。2.根据权利要求1所述的一种刮板输送机链条张力监测系统，其特征在于，所述刮粉机构包括电机、联轴器以及L形刮条，其中，电机通过电机架固定在防尘罩的外侧，电机输出轴通过联轴器与L形刮条的一端连接，L形刮条与太赫兹波收发器的工作面外表面抵触连接。3.根据权利要求2所述的一种刮板输送机链条张力监测系统，其特征在于，所述电机为步进电机。4.根据权利要求2所述的一种刮板输送机链条张力监测系统，其特征在于，所述L形刮条上与太赫兹波收发器的工作面相接触的部分采用方便更换的软质材料。5.根据权利要求4所述的一种刮板输送机链条张力监测系统，其特征在于，所述软质材料为软塑料、橡胶或毛刷。6.一种基于权利要求1~5中任一所述刮板输送机链条张力监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S1、选取两个刮板间距离的刮板链在疲劳试验机上进行拉伸实验，测出刮板链的力-变形曲线、刮板链断时的变形S0；S2、使用太赫兹成像单元拍出刮板输送机在运行过程中的视频，每间隔一段时间t选取一张照片，通过太赫兹图像处理装置识别出两个刮板之间的距离L，减去两个刮板之间的初始距离L0即为刮板链的变形S；S3、将刮板链的变形S与刮板链的力-变形曲线对应，得到刮板链的张力F，具体是：当S＜0时，则刮板链处于松弛状态，需要调整刮板输送机的紧链装置；当0≤S＜0.9S0时，刮板链处于正常工作状态；当S≥0.9S0时，刮板链处于接近断裂的状态，需要及时减少运煤量；粉尘检测传感器将检测到的实时粉尘量信号传输给控制器，控制器将实时粉尘量信号与预设的粉尘阈值进行比较，具体是：若实时粉尘量信号未超过粉尘阈值的最大值，则控制器控制刮粉机构按照第一频率运行；若实时粉尘量信号超过粉尘阈值的最大值，则控制器控制刮粉机构按照第二频率运行，其中，第二频率是第一频率的1.5~3倍。7.根据权利要求6所述的刮板输送机链条张力监测系统的监测方法，其特征在于，步骤S2中的时间t通过以下公式获得：t=n*S0/(V1-V2)2CN110040469A权利要求书2/2页其中，n为相隔刮板的数量，V1为刮板输送机运行速度，V2为采煤机运行速度。8.根据权利要求6所述的刮板输送机链条张力监测系统的监测方法，其特征在于，当张力F平稳时，增大n；当张力F波动较大时，减少n。9.根据权利要求6所述的刮板输送机链条张力监测系统的监测方法，其特征在于，步骤S3中所述太赫兹图像处理装置识别出两个刮板之间的距离具体包括如下步骤：首先将太赫兹波收发器获得的图像信息转化为电信号；然后对电信号进行去噪、平滑、变换操作，以加强图像中刮板的边界特征；其次进行特征