DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE ANGLE OF THE ROCKER ARM OF CUTTING MACHINE BASED ON FIBER-OPTIC MEASUREMENTS

• Main Authors: XU Shaoyi, XING Fangfang, PENG Qiang, WANG Yuqiao, LI Wei, XUE Hongyu, CHEN Guang, DONG Feng, ZHU Zhencai
• Format: Patent
• Language: English; Russian
• Published: 07.02.2022
• Subjects: EARTH DRILLING; FIXED CONSTRUCTIONS; MEASURING; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS; MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEARDIMENSIONS; MINING; MINING OR QUARRYING; PHYSICS; TESTING

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to the field of equipment for coal mining and, in particular, to a device and a method for determining the angle of the rocker arm of a cutting machine based on fiber-optic measurements. Proposed device for determining the angle of a rocker arm of a cutting machine based on fiber-optic measurements comprises an optical system and a mechanical system. Optical system has a broadband light source, a polarizer, a first collimating lens, a plate rotating in a gradient medium, a second collimating lens, a polarizing beam splitter and a data processing module. Mechanical system comprises a connecting base, a first connecting rod, a second connecting rod, a slider, a bracket and a sensor housing. Broadband light source is connected to the polarizer through a single-mode optical fiber, and the polarizer is connected to the collimating lens through a rotating high-birefringence photonic crystal fiber (Hi-Bi PCF). First collimating lens and the second collimating lens have central axes on the same line, and both of them are attached to the slider, and the slider is placed on the bracket and is made with possibility of sliding on the bracket fixed inside the sensor housing. Plate rotating in the gradient medium is fixed in the sensor housing and is located between the first and second collimating lenses; wherein the second collimator lens is connected to the polarizing beam splitter through the rotating Hi-Bi PCF; and the polarization beam splitter is connected to the data processing module through a single-mode optical fiber. One end of the first connecting rod is connected to the connecting base by means of a hinge, at that the first connecting rod and the connecting base are made with possibility of rotation relative to each other by means of the hinge. Other end of the first connecting rod is connected to the second connecting rod by means of a hinge, wherein the first connecting rod and the second connecting rod are rotatable relative to each other by means of a hinge; and the other end of the second connecting rod is rigidly connected to the slider, wherein the second connecting rod is parallel to the length of the bracket. During operation of the cutting machine, the rocker arm converts information on the angle of rotation into a linear displacement related to the gradient refraction index, by using the mechanism of connecting rods, as well as changing the position on the plate rotating in the gradient medium, through which the linearly polarized light generated by the optical system passes.EFFECT: high reliability of counteracting electromagnetic interference, high accuracy and protection against explosion effect.9 cl, 2 dwg Изобретение относится к области технологий оборудования для добычи угля и, в частности, к устройству и способу определения угла коромысла врубовой машины на основе оптоволоконных измерений. Заявленное устройство для определения угла коромысла врубовой машины на основе оптоволоконных измерений содержит оптическую систему и механическую систему. Оптическая система содержит широкополосный источник света, поляризатор, первую коллиматорную линзу, вращающуюся в градиентной среде пластину, вторую коллиматорную линзу, поляризационный делитель луча и модуль обработки данных. Механическая система содержит соединительное основание, первый соединительный стержень, второй соединительный стержень, ползунок, кронштейн и корпус датчика. Причем широкополосный источник света соединен с поляризатором через одномодовое оптическое волокно, а поляризатор соединен с коллиматорной линзой через вращающееся фотонно-кристаллическое волокно с высоким двупреломлением (Hi-Bi PCF). Первая коллиматорная линза и вторая коллиматорная линза имеют центральные оси на одной и той же линии, и обе они прикреплены к ползуну, а ползун размещен на кронштейне и выполнен с возможностью скольжения на кронштейне, закрепленного внутри корпуса датчика. Вращающаяся в градиентной среде пластина закреплена в корпусе датчика и расположена между первой и второй коллиматорными линзами; причем вторая коллиматорная линза соединена с поляризационным делителем луча через вращающееся Hi-Bi PCF; а поляризационный делитель луча соединен с модулем обработки данных через одномодовое оптическое волокно. Один конец первого соединительного стержня соединен с соединительным основанием посредством шарнира, при этом первый соединительный стержень и соединительное основание выполнены с возможностью вращения относительно друг друга посредством шарнира. Другой конец первого соединительного стержня соединен со вторым соединительным стержнем посредством шарнира, при этом первый соединительный стержень и второй соединительный стержень выполнены с возможностью вращения относительно друг друга посредством шарнира; а другой конец второго соединительного стержня неподвижно соединен с ползуном, при этом второй соединительный стержень параллелен длине кронштейна. При работе врубовой машины коромысло преобразует информацию об угле вращения в линейное смещение, относящееся к градиентному показателю преломления, путем использования механизма соединительных стержней, а также меняется положение на вращающейся в градиентной среде пластине, через которое проходит линейно поляризованный свет, вырабатываемый оптической системой. Технический результат - повышение надежности противодействовать электромагнитным помехам, повышение точности и защиты от эффекта взрыва. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.