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基于多传感器的液压支架直线度测量方法研究

汇报人：

2024-01-24

contents

目录

引言

液压支架直线度测量原理

基于多传感器的液压支架直线度测量系统设计

实验研究与分析

基于多传感器的液压支架直线度测量系统应用

结论与展望

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引言

传统测量方法精度低、效率低，无法满足现代煤炭开采的需求。

基于多传感器的液压支架直线度测量方法可以提高测量精度和效率，对煤炭开采具有重要意义。

液压支架是煤炭开采中的重要设备，其直线度直接影响采煤效率和安全性。

国外研究现状

国外在液压支架直线度测量方面已经取得了一定的研究成果，如采用激光扫描仪、三维视觉测量等方法，这些方法具有高精度、高效率等优点。

国内研究现状

目前，国内对液压支架直线度的测量主要采用传统的测量方法，如全站仪、经纬仪等，这些方法存在精度低、操作复杂等问题。

发展趋势

随着传感器技术和计算机视觉技术的不断发展，基于多传感器的液压支架直线度测量方法将成为未来的研究热点。

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本研究旨在开发一种基于多传感器的液压支架直线度测量方法，包括传感器选型、测量算法设计、实验验证等内容。

研究内容

通过本研究，旨在提高液压支架直线度的测量精度和效率，为煤炭开采提供更加可靠的技术支持。

研究目的

本研究将采用理论分析、仿真模拟和实验验证等方法，对基于多传感器的液压支架直线度测量方法进行深入研究。

研究方法

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液压支架直线度测量原理

液压支架主要由顶梁、底座、立柱、推移装置、掩护梁、侧护板等部件组成。

液压支架通过液压缸的伸缩实现升降和移动，从而支撑和控制工作面的顶板。

工作原理

液压支架组成

直线度是表示零件上直线要素实际形状保持理想直线的状况，即通常所说的平直程度。

直线度定义

常用的直线度测量方法包括直尺法、准直法、重力法和直线法等。

测量方法

传感器类型

在液压支架直线度测量中，可以使用位移传感器、角度传感器、压力传感器等多种类型的传感器。

融合技术

多传感器融合技术是指将来自不同传感器的信息进行综合处理，以获得更准确、更全面的测量结果。常用的融合方法包括加权平均法、卡尔曼滤波法、神经网络法等。

优点

多传感器融合技术可以提高测量的精度和稳定性，减少单一传感器可能带来的误差和不确定性。同时，通过多个传感器的互补作用，可以扩大测量范围，提高测量的适应性。

03

基于多传感器的液压支架直线度测量系统设计

设计目标

实现高精度、高稳定性的液压支架直线度测量，提供实时数据监测与反馈。

系统架构

采用模块化设计，包括传感器模块、数据采集与处理模块、控制模块等。

工作原理

利用多传感器对液压支架不同部位进行测量，通过数据采集与处理模块对测量数据进行处理和分析，最终输出直线度测量结果。

选用高精度、高稳定性的位移传感器、角度传感器等。

传感器类型

根据液压支架的结构特点和测量需求，在关键部位布置传感器，如液压缸两端、支架连接处等。

布局方式

确保所选传感器的测量精度满足系统要求，一般应高于液压支架的制造精度。

传感器精度

数据处理

运用数字信号处理技术，对采集到的数据进行滤波、去噪、平滑等处理，提高数据质量。

数据分析

通过算法对处理后的数据进行特征提取、模式识别等分析，得出液压支架的直线度测量结果。

数据采集

采用高性能数据采集卡，实现多通道、同步数据采集，确保数据的实时性和准确性。

性能评估

制定评估标准，对系统的测量精度、稳定性、实时性等进行全面评估。

优化措施

针对评估结果，采取相应的优化措施，如改进传感器布局、优化数据处理算法等，提高系统性能。

实验验证

搭建实验平台，对优化后的系统进行实验验证，确保系统性能达到预期目标。

04

实验研究与分析

对采集到的原始数据进行滤波、去噪等预处理操作，以提高数据质量和后续分析的准确性。

数据预处理

包括液压支架、传感器、数据采集系统等组成部分的设计和安装。

液压支架直线度测量实验平台的搭建

利用多种类型的传感器（如位移传感器、角度传感器等）对液压支架的直线度进行测量，并将数据传输至数据采集系统。

多传感器数据采集

03

机器学习模型构建

基于筛选出的特征，构建机器学习模型（如支持向量机、神经网络等），用于液压支架直线度的预测和分类。

01

数据融合算法

采用多传感器数据融合算法，将不同传感器采集到的数据进行融合处理，以获得更全面、准确的液压支架直线度信息。

02

特征提取与选择

从融合后的数据中提取与液压支架直线度相关的特征，并利用特征选择方法筛选出对直线度测量影响较大的特征。

展示通过实验平台采集到的数据，以及经过处理和分析后得到的液压支架直线度测量结果。

实验结果展示

对实验结果进行深入分析，探讨不同传感器类型、数据融合算法、特征提取与选择方法以及机器学习模型对液压支架直线度测量的影响。

结果分析与讨论

总结基于多传感器