采煤机全位姿测量传感器系统研究与设计_中国煤炭行业知识服务平台

采煤机全位姿测量传感器系统研究与设计

煤炭科学技术
网络首发时间：2024-07-02 10:55:02

作者

李曼沈思怡刘俊棋刘相通曹现刚
单位

西安科技大学机械工程学院陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室
摘要

现有采煤机机身位置、姿态、滚筒高度等测量，存在方法和手段不足，测量装置一体化、集成化、智能化程度低、信息处理能力差、价格高等问题。首先，从采煤机运行实际出发，分析其运行过程中机身姿态、位置和滚筒高度变化规律和影响因素，建立机身位置解算模型和考虑机身姿态角的滚筒高度解算模型。其次，针对多参量测量，提出由以微处理器为核心，基于MEMS传感芯片的机身姿态传感器、里程传感器和左、右摇臂摆角传感器，组成主从式结构系统的解决方案。再次，确定各参数的测量方法，设计3类传感器的硬件架构和电路——传感器以DSP-F28335为主控芯片，机身姿态主传感器由MPU6050惯导芯片为测量元件，摇臂摆角和里程从传感器由TLE5012B角度芯片为测量元件。开发各传感器运行控制、数据采集与解算、通信等程序。最后，通过实验对传感器系统样机的误差进行测量，结果表明：旋转角度、横滚角、俯仰角、航向角、滚筒高度、机身X轴位置和Y轴位置的平均绝对误差分别为0.06°、0.02°、0.03°、0.15°、1.45mm、2.64mm、3.43mm，平均相对误差分别为0.23%，0.16%，0.25%，1.54%，0.49%，0.53%，2.45%。
关键词

采煤机位姿滚筒高度主从式传感器系统DSPMEMS
文章目录

0引言
1采煤机全位姿变化原理与解算模型
1.1采煤机位姿变化原理与主要测量参数
1.2 采煤机机身位置与滚筒高度解算模型
2 采煤机全位姿测量传感器系统设计
2.1 主从式传感器系统方案及组成
2.2 采煤机机身位姿与滚筒高度测量方法
2.3 主、从传感器硬件电路设计
2.4 主、从传感器软件设计
3 传感器系统误差分析
3.1 传感器系统误差测量实验
3.2误差分析
4 结论