基于红外载波调制和RS485总线的液压支架遥控装置研究

针对煤矿井下综采工作面液压支架数量多、环境恶劣、现有液压支架电液控制系统操作繁琐以及灵活性差等问题,提出了一种基于红外载波调制和RS485总线的液压支架遥控策略,研究了红外遥控控制方法,介绍了遥控装置硬件设计和软件设计,通过动作遥控测试表明,该遥控装置能够将当前架号、目标架号及动作命令统一编码,生成控制信号通过架间电缆传输,实现对目标支架的无线近距离遥控操作,状态显示及动作输出正常,且遥控装置操作灵活、运行可靠。     

基于双CAN总线的薄煤层液压支架电液控制系统研究

为了解决当前薄煤层自动化、智能化开采程度低的问题，文章以“成套液压支架集中远程自动化控制+人工干预”为思路，提出了一种基于双CAN总线的薄煤层液压支架电液控制系统，通过分析薄煤层采煤工艺和自动化、智能化开采的关键技术指标，搭建系统的整体架构，设计了系统的硬件结构和通信方案，通过实验验证了液压支架邻架控制和远程控制通讯功能，证明了系统具有较高的实时性和稳定性。     

液压支架电液控制系统总线通信故障检测研究

通过国内液压支架电液控制系统理论研究和现场实践,发现系统总线通信故障比较常见,危害较大。基于系统常见通信故障和错误检测机制理论,确定基于电流检测的485总线短路故障检测方法和基于主从握手协议的CAN总线故障检测方法,依据ZDYZ-JK型液压支架电液控制系统平台进行现场实验。研究结果表明,提出的检测方法可实现在线监测485总线通信分支的机械短路故障和CAN总线通信故障,从而在短时间内移除故障点,避免故障进一步损坏系统。     

基于MC9S12XDP512单片机的液压支架支架控制器的研究与设计

为了满足综采工作面自动化采煤技术发展提出的新技术要求,提出了一种基于高性能MC9S12XDP512单片机的液压支架支架控制器设计方案,介绍了该控制器的硬件设计,详细阐述了该控制器的功能实现。通过地面工业试验以及故障模拟表明,该控制器能够完成液压支架模拟量的信息采集、显示以及支架动作输出等控制功能。     

基于蓝牙通信的液压支架电液控制器无线遥控系统开发

矿井机械化综采工作面工况复杂，光线昏暗，液压支架操作人员活动范围狭窄，这使得支架操作人员操作电液控制器控制液压支架时视野受到限制，无法对液压支架进行灵活控制。为进一步满足对液压支架高效性、灵活性的控制需求，提出了一种基于蓝牙通信的液压支架电液控制器的无线遥控方法，开发了无线遥控的软硬件系统，设计了蓝牙主从机的配对方案及通信协议，使无线遥控器能准确无误的向目标支架传递控制命令，实现了对目标支架的无线近距离灵活控制。与此同时，搭建了无线遥控系统实验平台，通过测试，目标支架动作迅速，状态参数传输准确，验证了本控制系统的可行性。     

液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法

通信系统是综采工作面液压支架电液控制系统信息传递的通道与桥梁,目前多采用CAN总线作为通信总线,易受井下复杂电磁环境的干扰,导致支架控制器内部通信硬件出现故障,造成控制器“失联”现象,且CAN总线通信系统采用多主通信模式,单台控制器“失联”将导致整个电液控制系统无法正常工作,造成安全隐患。设计了CAN通信保护电路,可使通信系统在较大负载情况下稳定运行,在复杂环境中具有较强的抗干扰性。基于CAN总线通信协议,结合令牌环网思想,提出了CAN总线通信故障检测与诊断方法,通过合理设计数据的帧结构与故障检测方式,弥补了CAN总线通信模式下节点丢失时难以定位的缺陷,并将增加数据长度对传输负载的影响降到最低,确保良好的通信性能。以2台端头控制器配合6台液压支架控制器组成环网,通过上位机不定时下发命令模拟井下实际操作时总线真实的负载情况,对液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法进行实验验证,结果表明：该方法对系统负载率的影响较低,不会影响系统的正常运行;当出现故障节点时,可在300 ms内检测出故障控制器并向全工作面报警,故障排除率达100%。     

基于LabVIEW的液压支架虚拟仿真平台设计

综采工作面环境恶劣,煤矿地面和井下监控系统缺乏对液压支架的直观体现。针对上述问题,运用SolidWorks建立液压支架三维模型,结合LabVIEW前面板和三维显示控件构建液压支架虚拟仿真平台,并利用D-H建模对液压支架运动构件进行位置矫正,最后通过液压支架运动学模型以及LabVIEW运动控制工具包完成对液压支架动作的虚拟仿真。结果表明,该仿真平台能准确反映液压支架关键动作以及运动状态,可视化程度高,模拟效果逼真。     

基于捷联惯导的刮板输送机布置形态检测方法的研究

针对煤矿井下刮板输送机在工作面连续推进数刀后中部槽出现弯曲的问题,提出了一种基于捷联惯导的刮板输送机布置形态检测的方法。根据采煤机与刮板输送机的位置关系,将惯导系统安装在采煤机机身平面上,采用四元数对惯导模块的姿态信息进行解算,然后通过检测安装在液压支架上的红外信号发射器所产生的的红外信号建立起刮板输送机节数的检测模型,最后在考虑在各节中部槽尺寸为常值以及每节刮板的连接间隙的情况下建立刮板输送机中部槽几何特征点位置推导模型,通过坐标旋转变换解算出各中部槽的空间位置坐标。实验结果表明该方法所测得刮板输送机姿态角误差小于1.3°、位移误差小于15 mm,具有很好的可靠性。