专利摘要

本实用新型公开了一种基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，包括采煤机滚筒、截割电机、压电式加速度传感器、滚筒连接轴、转速转矩传感器、牵引电机、霍尔大电流传感器及微处理器，所述截割电机上连接压电式加速度传感器；滚筒连接轴上连接转速转矩传感器；牵引电机上连接霍尔大电流传感器；采煤机滚筒截割煤壁时，压电式加速度传感器采集摇臂振动信号，转速转矩传感器采集滚筒扭矩信号，霍尔大电流传感器采集牵引电机电流信号，各传感器将采集信号实时传输至微处理器，微处理器综合提取信号特征并进行融合分析，判断煤岩界面，将得出的控制信号传输至截割电机，实现滚筒采煤机自动调高及无人化控制，有效提高了采煤机效率。

权利要求

1.一种基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，其特征在于：所述基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机包括：采煤机滚筒、截割电机、压电式加速度传感器、滚筒连接轴、转速转矩传感器、牵引电机、霍尔大电流传感器、微处理器，所述截割电机上连接有所述压电式加速度传感器，滚筒连接轴上连接有所述转速转矩传感器，牵引电机上连接有所述霍尔大电流传感器，所述压电式加速度传感器、转速转矩传感器、霍尔大电流传感器均通过内部数据传输线与所述微处理器连接。

2.根据权利要求1所述的基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，其特征在于：所述采煤机滚筒截割待采煤壁时，所述压电式加速度传感器采集摇臂振动信号，所述转速转矩传感器采集滚筒扭矩信号，所述霍尔大电流传感器采集牵引电机电流信号，各传感器将采集的信号实时传输至微处理器，微处理器综合提取信号特征并进行融合分析，判断煤岩界面，将得出的控制信号传输至截割电机，实现滚筒采煤机自动调高及无人化控制。

3.根据权利要求2所述的基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，其特征在于：所述微处理器基于小波变换原理进行信号特征提取，并采用BP神经网络方法进行多传感器的数据融合分析。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机。

背景技术

煤炭是我国常规能源的主体，煤炭工业在整个国民经济中占有举足轻重的地位。煤炭开采机械化已经成为煤炭工业增加产量、提高劳动生产率、减少重大恶性事故和改善劳动条件的一项关键性技术。采煤机是综合机械化采煤工作面的主要设备之一，采煤机的自动化是整个工作面自动化的中心环节。

采煤机的自动化主要包括两部分：牵引速度和滚筒切割高度的自动控制。目前国内外绝大多数采煤机牵引速度都实现了手动和自动控制，而采煤机滚筒高度的控制，除国外极少数的采煤机采用存储切割模式进行高度控制外，大部分是靠人工操作，即操作工人靠视力观察及截割噪音来判断采煤机滚筒是在割煤还是割岩，以便调节滚筒的垂直位置。然而由于采煤机在工作过程中产生大量煤尘，使工作面能见度很低，而且机器本身噪音很大，操作工人实际上难以准确及时判断采煤机的截割状态。如果是在薄煤层工作面，工人行走不便，使操作人员更加难以及时调节滚筒的高度，因此采煤机在工作过程中经常会截割到顶底板岩石。采煤机连续截割岩石会加剧滚筒截齿磨损及其它零部件的损坏；对于高瓦斯矿极易产生火花引起瓦斯爆炸，形成恶性事故；截割的岩石混入原煤中造成原煤质量下降；另外，滚筒位置调节不当还可能造成顶底煤剩留过厚，降低回采率。解决这一问题的途径是实现采煤机滚筒的自动调高。实现采煤机滚筒自动调高不仅是实现采煤工作面生产过程自动化的重要环节，而且对延长机器寿命、提高设备可靠性、保障工人安全、提高煤炭质量具有重要意义，对采煤机械的智能化控制及煤炭工业的可持续发展有很大的促进作用。

煤岩界面识别(CIR)能使采煤机具有自动追踪煤岩界面的能力，不仅有助于引导煤矿井下采煤自动化，提高生产效益，还能减少那些在洗煤过程中必须除去的岩石和其它矿物含量。可靠的CIR系统在经济效益和安全作业两方面都具有突出的优点，可有效提高煤层的回采率，降低煤中矸石、灰份和硫的含量，提高采煤作业效率，减轻设备磨损，减少设备维修量和停机时间，由于振动较小，降低了空气中的岩尘含量，并可使作业人员远离危险工作面。

因此，如何改进传统的滚筒采煤机以实现采煤工作的煤岩识别和自动调高成为重要的研究内容。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，通过对多种传感器采集的信号数据进行特征提取和数据融合分析，自动识别待采煤层的煤岩界面，辅助采煤机摇臂的自动调高。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，包括采煤机滚筒、截割电机、压电式加速度传感器、滚筒连接轴、转速转矩传感器、牵引电机、霍尔大电流传感器及微处理器，所述截割电机上连接压电式加速度传感器；滚筒连接轴上连接转速转矩传感器；牵引电机上连接霍尔大电流传感器；采煤机滚筒截割煤壁时，压电式加速度传感器采集摇臂振动信号，转速转矩传感器采集滚筒扭矩信号，霍尔大电流传感器采集牵引电机电流信号，各传感器将采集信号实时传输至微处理器，微处理器综合提取信号特征并进行融合分析，判断煤岩界面，将得出的控制信号传输至截割电机，实现滚筒采煤机自动调高及无人化控制，有效提高了采煤机效率。

优选的，所述压电式加速度传感器、转速转矩传感器、霍尔大电流传感器均通过内部数据传输线与所述微处理器连接；

优选的，所述微处理器基于小波变换原理进行信号特征提取，并采用BP神经网络方法进行多传感器的数据融合分析。

有益效果：本实用新型提供的基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，可以通过安装的多种类型传感器获取滚筒采煤机工作时截齿截割的变化特征，压电式加速度传感器采集摇臂振动信号，转速转矩传感器采集滚筒扭矩信号，霍尔大电流传感器采集牵引电机电流信号，各传感器将采集信号实时传输至微处理器，微处理器综合提取信号特征并进行融合分析，判断煤岩界面，将得出的控制信号传输至截割电机，实现滚筒采煤机自动调高及无人化控制，有效提高了采煤机效率。

附图说明

图1为基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机结构图；

图中：1-采煤机滚筒；2-截割电机；3-压电式加速度传感器；4-滚筒连接轴；5-转速转矩传感器；6-牵引电机；7-霍尔大电流传感器；8-微处理器；9-待采煤壁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

结合图1所示，一种基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，包括采煤机滚筒1、截割电机2、压电式加速度传感器3、滚筒连接轴4、转速转矩传感器5、牵引电机6、霍尔大电流传感器7及微处理器8，所述截割电机2上连接有所述压电式加速度传感器3，所述滚筒连接轴4上连接有所述转速转矩传感器5，所述牵引电机6上连接所述霍尔大电流传感器7，所述采煤机滚筒1截割所述待采煤壁9时，所述压电式加速度传感器3采集摇臂振动信号，所述转速转矩传感器5采集滚筒扭矩信号，所述霍尔大电流传感器7采集所述牵引电机6的电流信号，各传感器将采集的信号实时传输至所述微处理器8，所述微处理器8综合提取信号特征并进行融合分析，判断煤岩界面，将得出的控制信号传输至所述截割电机2，实现滚筒采煤机自动调高及无人化控制，有效提高了采煤机效率。

所述压电式加速度传感器3、转速转矩传感器5、霍尔大电流传感器7均通过内部数据传输线与所述微处理器8连接。

所述微处理器8基于小波变换原理进行信号特征提取，并采用BP神经网络方法进行多传感器的数据融合分析。

其中，压电式加速度传感器灵敏度为35pC/g，频率范围为0.2~8000Hz，最大横向灵敏度比<5%，具有顶、侧端两种引线方式，传感器外壳对地绝缘，且具备防爆特性；转速转矩传感器适用环境温度0-55°C，允许测量的最大扭矩为120%额定值，具有防爆特性；霍尔大电流传感器精度等级≤1.0%.F.S，线性度优于0.2%，频率特性为0~100KHz，工作环境为-10°C~50°C，20%~90%无凝露，且具有防爆特性。

基于多传感器数据融合的煤岩识别自动调高滚筒采煤机专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。