一种连续采煤装备行走直线度控制系统和方法与流程

本技术涉及煤矿开采设备连续采煤装备控制，特别是涉及一种连续采煤装备行走直线度控制系统和方法。

背景技术：

1、连续采煤装备是一种主要的煤矿采掘装备，可用于房柱式采煤，也可用于巷道掘进。它具有截割、装载、转载、调动行走和喷雾除尘等多种功能，已形成了比较完善的短壁机械化采煤方法体系。

2、连续采煤装备行走牵引系统采用变频牵引控制，左右两个操作手柄方向分别控制连续采煤装备左右两条履带的前进和后退，通过推动左右两个手柄的行程来控制左右变频器无级调速，在连续采煤装备司机操作连续采煤装备行走时，左右手柄行程中间区域位置难以保持恒定，而且左右任一手柄位置波动都会影响连续采煤装备行走的直线度，所以连续采煤装备司机操作连续采煤装备行走时一般都会将手柄推到底，即最大行程位置，从而实现速度给定准确的目的，然而实际井下工作有时长时间高速行走会带来安全隐患。

3、同时在复杂地面条件或左右两条履带机械特性不平衡状态时，如履带板张紧程度不同，出现给定频率相同时，左右两条履带牵引速度不同，形成跑偏现象，一旦出现行走跑偏量大的问题，严重影响调机速度及工程质量，增加煤矿生产企业成本，并无较好的应对对策。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种连续采煤装备行走直线度控制系统和方法，可保证直线行走的同时降低安全隐患，减小对调机速度及工程质量的影响。

2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：

3、第一方面，本技术提供了一种连续采煤装备行走直线度控制系统，包括：左控制手柄、右控制手柄、控制器、左变频器、右变频器和行走机构；所述控制器分别与所述左控制手柄、所述右控制手柄、所述左变频器和所述右变频器连接；所述左变频器和所述右变频器均与所述行走机构连接；

4、所述左控制手柄用于向所述控制器发送设定的左手柄控制信号；

5、所述右控制手柄用于向所述控制器发送设定的右手柄控制信号；

6、所述控制器基于设定的左手柄控制信号和设定的右手柄控制信号执行以下操作：

7、根据设定的左手柄控制信号和设定的右手柄控制信号，确定当前时刻的期望行走方向、期望左速度变量和期望右速度变量；

8、若当前时刻的期望行走方向为直线行走，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程；所述左手柄当前行程为左控制手柄在当前时刻的行程；所述右手柄当前行程为右控制手柄在当前时刻的行程；

9、根据所述左手柄当前行程和所述右手柄当前行程判断所述左控制手柄和所述右控制手柄是否处于同一速度档位；

10、若所述左控制手柄和所述右控制手柄处于同一速度档位，则将所述左控制手柄或所述右控制手柄的速度档位确定为当前速度档位；

11、将当前时刻的实际行走方向与当前时刻的期望行走方向的差值确定为当前时刻的跑偏量；

12、若当前时刻的跑偏量不超过标准值，则将当前时刻的期望左速度变量作为最终的左速度变量输入至所述左变频器，将当前时刻的期望右速度变量作为最终的右速度变量输入至所述右变频器；

13、若当前时刻的跑偏量超过所述标准值，则根据当前时刻的跑偏量对当前时刻的期望左速度变量和当前时刻的期望右速度变量进行修正，并将修正后的左速度变量作为最终的左速度变量输入至所述左变频器，将修正后的右速度变量作为最终的右速度变量输入至所述右变频器；

14、所述左变频器用于根据最终的左速度变量控制所述行走机构行走；

15、所述右变频器用于根据最终的右速度变量控制所述行走机构行走。

16、可选地，所述连续采煤装备行走直线度控制系统还包括：can总线隔离器；所述控制器通过所述can总线隔离器分别与所述左控制手柄、所述右控制手柄、所述左变频器和所述右变频器连接。

17、可选地，所述连续采煤装备行走直线度控制系统还包括：显示装置；

18、所述显示装置与所述控制器连接；所述显示装置用于设置参数、显示参数设置画面以及显示连续采煤装备运行状态参数。

19、可选地，所述显示装置包括：操作面板和hmi人机界面；

20、所述操作面板和所述hmi人机界面均与所述控制器连接；

21、所述操作面板用于设置速度档位的段数和速度参数；

22、所述hmi人机界面用于显示参数设置画面和连续采煤装备运行状态参数。

23、可选地，设定的左手柄控制信号包括：心跳位、左手柄前进信号、左手柄后退信号和左手柄行程数量；设定的右手柄控制信号包括：右手柄前进信号、右手柄后退信号和右手柄行程数量。

24、可选地，在根据设定的左手柄控制信号和设定的右手柄控制信号，确定当前时刻的期望行走方向、期望左速度变量和期望右速度变量方面，所述控制器执行以下操作：

25、根据所述左手柄前进信号、所述左手柄后退信号、所述右手柄前进信号和所述右手柄后退信号确定当前时刻的期望行走方向；

26、若所述左手柄行程数量小于或等于设定值时，则确定期望左速度变量为0；

27、若所述左手柄行程数量大于设定值时，则根据所述左手柄行程数量确定期望左速度变量；

28、若所述右手柄行程数量小于或等于设定值时，则确定期望右速度变量为0；

29、若所述右手柄行程数量大于设定值时，则根据所述右手柄行程数量确定期望右速度变量。

30、可选地，在若当前时刻的期望行走方向为直线行走，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程方面，所述控制器执行以下操作：

31、若所述连续采煤装备在当前时刻为直线行走，判断所述心跳位是否正常；

32、若所述心跳位异常，执行故障处理；

33、若所述心跳位正常，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程。

34、第二方面，本技术提供了一种连续采煤装备行走直线度控制方法，所述连续采煤装备行走直线度控制方法基于上述提供的连续采煤装备行走直线度控制系统实现；所述连续采煤装备行走直线度控制方法包括：

35、根据设定的左手柄控制信号和设定的右手柄控制信号，确定当前时刻的期望行走方向、期望左速度变量和期望右速度变量；

36、若当前时刻的期望行走方向为直线行走，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程；所述左手柄当前行程为左控制手柄在当前时刻的行程；所述右手柄当前行程为右控制手柄在当前时刻的行程；

37、根据所述左手柄当前行程和所述右手柄当前行程判断所述左控制手柄和所述右控制手柄是否处于同一速度档位；

38、若所述左控制手柄和所述右控制手柄处于同一速度档位，则将所述左控制手柄或所述右控制手柄的速度档位确定为当前速度档位；

39、将当前时刻的实际行走方向与当前时刻的期望行走方向的差值确定为当前时刻的跑偏量；

40、若当前时刻的跑偏量不超过标准值，则将当前时刻的期望左速度变量作为最终的左速度变量，将当前时刻的期望右速度变量作为最终的右速度变量；

41、若当前时刻的跑偏量超过所述标准值，则根据当前时刻的跑偏量对当前时刻的期望左速度变量和当前时刻的期望右速度变量进行修正，并将修正后的左速度变量作为最终的左速度变量，将修正后的右速度变量作为最终的右速度变量；

42、其中，最终的左速度变量和最终的右速度变量用于控制行走机构行走。

43、可选地，设定的左手柄控制信号包括：心跳位、左手柄前进信号、左手柄后退信号和左手柄行程数量；设定的右手柄控制信号包括：右手柄前进信号、右手柄后退信号和右手柄行程数量；

44、根据设定的左手柄控制信号和设定的右手柄控制信号，确定当前时刻的期望行走方向、期望左速度变量和期望右速度变量，具体包括：

45、根据所述左手柄前进信号、所述左手柄后退信号、所述右手柄前进信号和所述右手柄后退信号确定当前时刻的期望行走方向；

46、若所述左手柄行程数量小于设定值时，则确定期望左速度变量为0；

47、若所述左手柄行程数量大于设定值时，则根据左手柄行程数量确定期望左速度变量；若所述右手柄行程数量小于设定值时，则确定期望右速度变量为0；

48、若所述右手柄行程数量大于设定值时，则根据右手柄行程数量确定期望右速度变量。

49、可选地，若当前时刻的期望行走方向为直线行走，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程，具体包括：

50、若所述连续采煤装备在当前时刻为直线行走，判断所述心跳位是否正常；

51、若所述心跳位异常，执行故障处理；

52、若所述心跳位正常，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程。

53、根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：

54、本技术提供了一种连续采煤装备行走直线度控制系统和方法，当前时刻的期望行走方向为直线行走时，左控制手柄和右控制手柄处于同一速度档位，则将左控制手柄或右控制手柄的速度档位确定为当前速度档位，这样在两个手柄处于同一速度档位的条件下，即使手柄在行程范围内有微小波动，行走速度也会保持不变，在保持直线行走的同时可改变不同的行走速度，从而降低了安全隐患，解决了连续采煤装备直线行走时将手柄推至最大位置而带来的安全隐患问题；将当前时刻的实际行走方向与当前时刻的期望行走方向的差值确定为当前时刻的跑偏量，根据跑偏量对期望左速度变量和期望右速度变量进行修正，能够对处于同一速度档位而确定的期望左速度变量和期望右速度变量进行适当修正，解决了由于跑偏量大而严重影响调机速度及工程质量的问题，从而降低了连续采煤装备直线行走跑偏量，提高了调机速度及工程质量。

技术特征：

1.一种连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，所述连续采煤装备行走直线度控制系统包括：左控制手柄、右控制手柄、控制器、左变频器、右变频器和行走机构；所述控制器分别与所述左控制手柄、所述右控制手柄、所述左变频器和所述右变频器连接；所述左变频器和所述右变频器均与所述行走机构连接；

2.根据权利要求1所述的连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，所述连续采煤装备行走直线度控制系统还包括：can总线隔离器；所述控制器通过所述can总线隔离器分别与所述左控制手柄、所述右控制手柄、所述左变频器和所述右变频器连接。

3.根据权利要求1所述的连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，所述连续采煤装备行走直线度控制系统还包括：显示装置；

4.根据权利要求3所述的连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，所述显示装置包括：操作面板和hmi人机界面；

5.根据权利要求1所述的连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，设定的左手柄控制信号包括：心跳位、左手柄前进信号、左手柄后退信号和左手柄行程数量；设定的右手柄控制信号包括：右手柄前进信号、右手柄后退信号和右手柄行程数量。

6.根据权利要求5所述的连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，在根据设定的左手柄控制信号和设定的右手柄控制信号，确定当前时刻的期望行走方向、期望左速度变量和期望右速度变量方面，所述控制器执行以下操作：

7.根据权利要求5所述的连续采煤装备行走直线度控制系统，其特征在于，在若当前时刻的期望行走方向为直线行走，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程方面，所述控制器执行以下操作：

8.一种连续采煤装备行走直线度控制方法，其特征在于，所述连续采煤装备行走直线度控制方法采用权利要求1-7中任一项所述的连续采煤装备行走直线度控制系统实现，所述连续采煤装备行走直线度控制方法包括：

9.根据权利要求8所述的连续采煤装备行走直线度控制方法，其特征在于，设定的左手柄控制信号包括：心跳位、左手柄前进信号、左手柄后退信号和左手柄行程数量；设定的右手柄控制信号包括：右手柄前进信号、右手柄后退信号和右手柄行程数量；

10.根据权利要求9所述的连续采煤装备行走直线度控制方法，其特征在于，若当前时刻的期望行走方向为直线行走，确定左手柄当前行程和右手柄当前行程，具体包括：

技术总结
本申请公开了一种连续采煤装备行走直线度控制系统和方法，涉及煤矿开采设备连续采煤装备控制技术领域，该系统包括左右控制手柄、控制器；控制器分别与左右控制手柄连接；左右控制手柄向控制器发送控制信号；控制器用于：根据控制信号确定当前时刻的期望行走方向、期望速度变量；若期望行走方向为直线行走，确定左右手柄当前行程并判断左右控制手柄是否为同一速度档位；若是，将其定为当前速度档位，实际行走方向与期望行走方向差值为跑偏量；若跑偏量不超过标准值，当前时刻的期望速度变量作为最终的速度变量；若超过标准值，修正当前时刻的期望速度变量作为最终的速度变量。本申请可保证直线行走的同时降低安全隐患，提高调机速度及工程质量。

技术研发人员：唐会成,贾运红,高旭彬,呼守信,金江,王帆,王强,王光肇,程风霞,郝亚明,高鹏,原钢,上官志鹏,晓亚迪,于建华,任少春
受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5