(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211235510.8 (22)申请日 2022.10.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115289956 A (43)申请公布日 2022.11.04 (73)专利权人 太原向明智控科技有限公司 地址 030000 山西省太原市综改示范区唐 槐园区正阳街 49号东区 (72)发明人 何磊　王亮　刘治国　郑冯彬　 (74)专利代理 机构 太原高欣科创专利代理事务 所(普通合伙) 14109 专利代理师 孟肖阳　冷锦超 (51)Int.Cl. G01B 7/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01R 31/52(2020.01) G01R 31/28(2006.01) (56)对比文件 CN 112630682 A,2021.04.09CN 114384377 A,2022.04.22 CN 102289227 A,201 1.12.21 CN 105404171 A,2016.0 3.16 CN 102353962 A,2012.02.15 CN 103993897 A,2014.08.20 CN 1025193 50 A,2012.0 6.27 CN 111502723 A,2020.08.07 CN 113959319 A,202 2.01.21 JP 2000272498 A,20 00.10.03 JP 2015021745 A,2015.02.02 JP 2004294132 A,20 04.10.21 JP 2009067377 A,2009.04.02 EP 2418478 A1,2012.02.15 赵俊杰.基 于数据融合 技术的液压支 架故障 诊断专家系统设计. 《自动化应用》 .2019,(第1 1 期), 王书明等.液压支 架电液控制系统故障诊断 技术研究. 《煤炭科 学技术》 .2018,(第02期), 审查员 石小容 (54)发明名称 一种矿用液压支架行程传感器故障检测方 法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种矿用液压支架行程传感 器故障检测方法及系统， 属于 行程传感器故障检 测技术领域； 解决了通过人工方法排查矿用液压 支架行程传感器故障存在时效性差、 对检修人员 经验要求高等问题， 包括如下步骤： 判断行程传 感器电路是否断开； 判断是否存在传输故障； 判 断行程传感器读取的数值是否 出现空值、 数值的 缺失； 判断行程传感器读取的数值是否超出理论 或实际范围； 判断行程传感器是否存在信号短接 故障； 判断是否有推溜、 拉架动作； 判断有/无推 溜、 拉架动作的支架行程传感器是否存在电路失 效故障； 计算n刀割煤过程完成后的累计推进量 和惯导轨迹纵坐标变化量； 判断行程传感器是否存在有效行程缩短故障： 本发 明应用于行程传感 器故障检测。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115289956 B 2022.12.23 CN 115289956 B 1.一种矿用液压支 架行程传感器故障检测方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 步骤1： 判断行程传感器电路是否断开： 若断开， 则退 出检测， 若没断开， 则进入步骤2； 步骤2： 判断是否存在传输故障： 若存在传输故障， 退出检测； 若不存在传输故障， 进入 步骤3； 步骤3： 判断行程传感器读取的数值是否出现空值、 数值的缺失， 若是， 则判断行程传感 器异常， 若否， 则执 行步骤4； 步骤4： 判断行程传感器读取的数值是否超出理论或实际范围， 即读取的数值是否超出 设置的阈值区间， 若是， 则判断行程传感器异常， 若否， 则执 行步骤5； 步骤5： 判断行程传感器是否存在信号短接故障， 若是， 则行程传感器存在信号短接故 障， 判断行程传感器异常， 若否， 则执 行步骤6； 步骤6： 判断是否有推溜、 拉架动作， 若是， 则执 行步骤7， 若否， 则执 行步骤8； 步骤7： 判断有推溜、 拉架动作的液压支架的行程传感器是否存在电路失效故障， 若是， 则上述液压支架的行程传感器存在电路失效故障， 判断行程传感器异常； 若否， 则执行步骤 9； 步骤8： 判断无推溜、 拉架动作的液压支架的行程传感器是否存在电路失效故障， 若是， 则上述液压支架的行程传感器存在电路失效故障， 判断行程传感器异常； 若否， 则执行步骤 9； 步骤9： 计算 n刀割煤过程完成后的累计 推进量； 步骤10： 计算 n刀割煤过程完成后惯导轨 迹纵坐标变化 量； 步骤11： 判断行程传感器是否存在有效行程缩短故障： n刀割煤完成后 计算累计推进量 与惯导轨迹纵坐标变化量比值， 若计算结果列表中某一数值低于设定值， 则对应位置支架 存在有效行程缩短故障。 2.根据权利要求1所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤2中行程传感器传输故障的判断依据为： 若行程数据均为0且动作数据不存在， 则存 在传输故障， 退 出检测； 若行程数据不全为0或动作数据存在， 则不存在 传输故障。 3.根据权利要求1所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤3中行程传感器信号短接故障的判断依据为： 行程传感器信号短接故障特征为行程 检测数值在0至最大量程间频繁跳动， 对检测窗口内行程传感器数值是否存在以下条件进 行判断；①有且仅有0和最大量程两个值； ②每个小时段均方差大于指定阈值， 若上述两项 条件均满足， 则行程传感器存在信号短接故障。 4.根据权利要求1所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤7中判断有推溜、 拉架动作的液压支架的行程传感器是否存在电路失效故障的判断 依据为： 截取推溜、 拉架动作时间段， 判断在推溜、 拉架动作时间段内行程数值变化是否小于阈 值， 若是， 则上述液压支 架的行程传感器存在电路失效故障。 5.根据权利要求1所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤8中判断无推溜、 拉架动作的液压支架的行程传感器是否存在电路失效故障的判断 依据为： 在某台液压支架当前检测窗口无推溜、 拉架动作情况下， 进一步检测左右相邻两架液权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115289956 B 2压支架是否有推溜拉架动作； 若 是， 则当前液压支架存在动作丢失， 继续判断在整个检测窗 口内行程传感器数值是否保持不变； 若是， 则上述液压支架的行程传感器存在电路失效故 障。 6.根据权利要求1所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤9中n刀割煤过程完成后的累计 推进量的计算 步骤如下： 截取连续拉架动作时间段， 以拉架开始时刻记录的行程测量值作为拉架初始 行程da， da =[da1， da2， da3，···， dam]， m为工作面液压支架数； 以拉架动作结束后第一个升柱动作时 刻记录的行程测量值作为拉架结束行程db=[db1， db2， db3，···， dbm]， m为工作面 液压支架 数； 第i刀割煤过程拉架量Δdi=da–db， 由于推溜过程默认满量程推移， 累计拉架量等于累 计推进量， 第1刀割煤过程至第n刀割煤过程间累计 推进量为 。 7.根据权利要求6所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤10中n刀割煤过程完成后惯导轨 迹纵坐标变化 量的计算 步骤如下： 调试惯导系统， 纵坐标Y方向为工作面推进方向， 与两巷平行， 横坐标X方向与纵坐标Y 方向水平 垂直； 采煤机行走至某一台液压支架时， 行程编码器获取当前位置液压支架 的架号， 并传回 实时惯导 值， 获得割煤过程中采煤 机行至每一台液压支 架处对应惯导轨 迹纵坐标值； 第1刀割煤过程完成后惯导轨迹纵坐标为Y1=[y11， y12， y13，···， y1m]， m为工作面液压 支架数， 第n刀割煤过程完成后惯导轨迹纵坐标为Yn=[yn1， yn2， yn3，···， ynm]， m为工作面 液压支架数， 则第n刀割煤过程完成后惯导轨 迹纵坐标变化 量ΔY =Yn‑Y1。 8.根据权利要求1所述的一种 矿用液压支架行程传感器故障检测方法， 其特征在于： 所 述步骤1中判断行程传感器电路是否断开的判断依据是： 检测行程传感器的供电 电路电流， 若行程传感器供电 电路电流 为0， 则退 出检测。 9.一种矿用液压支架行程传感器故障检测系统， 其特征在于： 包括顺槽主控计算机， 设 置在工作面端头支架的电液控服务器， 设置在每台液压支架上的电液控制器、 行程传感器 及行程传感器供电电路的电压电流检测装置， 采煤机及设置在 采煤机上的惯导系统和采煤 机行走编码 器， 惯导系统通过有线方式与交换机通信， 交换机通过CA N总线与顺槽主控计算 机通信， 采煤机行走编码 器通过交换机与 惯导系统通信； 顺槽主控计算机通过CA N总线与电 液控服务器通信， 电液控服 务器通过CAN总线与电液控制器通信； 所述顺槽主控计算机内置有如权利要求1 ‑8任一项所述的矿用液压支架行程传感器故 障检测方法执 行的计算机程序。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115289956 B 3