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专利名称：一种液压支架及其测高装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采煤设备技术领域，特别涉及一种用于液压支架的测高装置。本
实用新型还涉及一种包括上述测高装置的液压支架。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，煤炭等工业不断朝着机械化、自动化的方向发展， 综合机械化采煤设备越来越广泛地应用于各种采煤施工中。液压支架是综合机械化采煤设 备的重要组成部分，它能够可靠而有效地支撑和控制采煤工作面的顶板，隔离采空区，防止 矸石进入回采工作面。 请参考图1，图1为一种典型的液压支架的结构示意图。 典型的液压支架一般包括底座5，底座5的适当位置安装有立柱4 (立柱为液压缸 的一种，通过缸杆的伸縮驱动其他部件的上下运动)，立柱4的缸底安装于上述底座5上，且 其缸杆安装于伸縮梁1或者顶梁2，以通过立柱4的伸出和縮回，驱动伸縮梁1和顶梁2上 升和下降。 液压支架与采煤机配套使用，实现了综合机械化采煤，解决机械化采煤工作中顶 板管理落后于采煤工作的矛盾，改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动 强度，保障了煤矿工人的生命安全，液压支架的适应性和可靠性对综合采煤作业的安全性 以及生产效率具有较大影响。 在液压支架的工作过程中需要检测其高度，并根据施工环境的变化对液压支架的 高度进行调节，从而使液压支架的高度保持在较为适合施工环境的状态。 由于手工测量液压支架高度准确度较低，且费时费力，因此，目前多使用安装于液 压支架上的位移传感器测量液压支架的高度。将位移传感器的一端安装于底座5上，另一 端安装于伸縮梁1或者顶梁2上，当伸縮梁1和顶梁2上升或者下降时，位移传感器随之升 降，从而根据位置的变化得到液压支架的瞬时高度。但是，在采煤等作业场合中，位移传感 器较容易被损坏，使用寿命较低，且位移传感器的成本较高，从而增加了测高装置的使用成 本。 因此，如何在保证测量精度的前提下，提高测高装置的使用寿命，并降低生产成 本，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种测高装置，其测量精度较高，且具有较长的使用寿 命和较低的生产成本。本实用新型的另一 目的是提供一种包括上述测高装置的液压支架。 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压支架的测高装置，包括第一转轮 和第二转轮，所述第一转轮和所述第二转轮分别可旋转地安装于液压支架的底座；测高线 的第一端固定于所述第一转轮，并沿周向缠绕于所述第一转轮，其第二端绕过第二转轮，并 固定于所述液压支架的顶梁，所述测高线带动所述第二转轮旋转，所述第二转轮安装有检测装置，以便测量所述第二转轮外圈的线位移；所述第一转轴上安装有复位装置，以便在所 述顶梁下降过程中，驱动所述第二转轮反向转动。 优选地，所述检测装置包括， 旋转编码器，用以检测所述第二转轮的转动圈数； 控制装置，用以根据检测到的所述第二转轮的转动圈数和预定策略计算出所述顶 梁的高度。 优选地，所述第一转轮通过沿其轴向设置的固定轴安装于所述底座；所述复位装 置为安装于所述第一转轮与所述固定轴之间的发条弹簧。 优选地，还包括固定于所述底座并与所述底座形成空腔的安装架，所述第一转轮 和所述第二转轮均位于所述空腔中。 优选地，还包括安装于所述底架的第一导向轮，所述测高线的第二端绕过所述第 一导向轮后固定于所述顶梁；所述第一导向轮将所述测高线分为靠近所述第一端的第一部 分和靠近所述第二端的第二部分，以便所述第二部分大体沿竖直方向设置。 优选地，所述第一导向轮通过导向支架安装于所述底座。 优选地，还包括安装于所述安装架的第二导向轮，所述第二导向轮将所述测高线 分为远离所述第一导向轮的前段和靠近所述第一导向轮的后段，以便所述后段大体沿水平 方向设置。 优选地，所述第一转轮的直径大于所述第二转轮的直径。 本实用新型还提供一种液压支架，包括上述任一项所述的测高装置。 本实用新型还提供一种液压支架，包括上述任一项所述的测高装置。 本实用新型所提供的液压支架的测高装置，包括第一转轮和第二转轮，所述第一
转轮和所述第二转轮分别可旋转地安装于液压支架的底座；测高线的第一端固定于所述第
一转轮，并沿周向缠绕于所述第一转轮，其第二端绕过第二转轮，并固定于所述液压支架的
顶梁，所述测高线带动所述第二转轮旋转，所述第二转轮安装有检测装置，以便测量所述第
二转轮外圈的线位移；所述第一转轴上安装有复位装置，以便在所述顶梁下降过程中，驱动
所述第二转轮反向转动。当液压支架升高时，固定于其顶梁上的测高线的第二端随之升高，
测高线被拉出，由于测高线与第一转轮和第二转轮之间均存在摩擦力，则第一转轮和第二
转轮随测高线的伸出而绕其各自的轴线转动，安装于第二齿轮上的旋转编码器随第二齿轮
同步旋转，并能够得到第二齿轮的转动圈数，根据预先输入旋转编码器的第二齿轮的直径，
旋转编码器能够输出瞬时的液压支架高度，实现了在液压支架升高时对其高度的较为精确
的实时检测，并且，转轮、测高线以及旋转编码器均为较常规的外购件，成本较低，从而降低
了测高装置的生产成本；而转轮等零部件的使用可靠性较高，不易损坏，从而提高了测高装
置的使用寿命。 在一种优选的实施方式中，上述第一转轮通过沿其轴向设置的固定轴安装于液压 支架的底座，且第一转轮与固定轴之间设置有发条弹簧。当液压支架升高时，上述第一转轮 随测高线的伸出转动时，发条弹簧随之收紧，而当液压支架降低时，发条弹簧会释放储存的 预紧力，在发条弹簧张开的过程中，带动测高线收回，从而，不仅在液压支架升高时能够实 时检测其高度，在液压支架下降时，也能够实时检测到其瞬时高度，从而扩大了测高装置的 使用范围，提高了其适用性。
图1为一种典型的液压支架的结构示意图； 图2为本实用新型所提供测高装置一种具体实施方式
的结构示意图； 图3为图2所示的提测高装置的剖视示意图； 图4为本实用新型所提供液压支架一种具体实施方式
的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种测高装置，其测量精度较高，且具有较长的使用寿 命和较低的生产成本。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述测高装置的液压支架。 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。 请参考图2，图2为本实用新型所提供测高装置一种具体实施方式
的结构示意图。 在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的测高装置，用于实时检测液压支架 的升高高度。包括第一转轮21和第二转轮22，所述第一转轮21和所述第二转轮22分别 可旋转地安装于液压支架的底座Ol ;测高线23的第一端固定于所述第一转轮21，并沿周向 缠绕于所述第一转轮21，其第二端绕过第二转轮22，并固定于所述液压支架的顶梁02，所 述测高线23带动所述第二转轮22旋转，所述第二转轮22安装有检测装置，以便测量所述 第二转轮22外圈的线位移；所述第一转轴21上安装有复位装置，以便在所述顶梁下降过程 中，驱动所述第二转轮22反向转动。 上述第一转轮21和第二转轮22可以为本领域中常规使用的转轮，两转轮能够在 外力的驱动下，绕其自身的轴线旋转，第一转轮21和第二转轮22的直径大小，以及轴向高 度等参数可以通过测高装置的实际使用状况确定。另外，上述第一转轮21和第二转轮22可 旋转地安装于液压支架的底座01是指，第一转轮21和第二转轮22能够相对于底座01绕 其自身的轴线旋转，第一转轮21和第二转轮22与底座01的安装方式可以为任何能实现以 上功能的常规方式，其具体安装方式在此不做限定。 显然地，在实际的使用过程中，液压支架的升高极限高度不同，因此，上述测高线 23的长度应根据液压支架需要升高的极限高度确定，理论上来讲，测高线23的长度应大于 液压支架需要升高的极限高度，并且，测高线23应具有较小的弹性；另外，测高线23固定于 第一转轮21上的具体连接方式可以为，线性拉索与轮式结构的常规连接方式，当然也可以 为非常规的连接方式，其具体连接方式在此不做限定。 上述检测装置可以包括，用以检测所述第二转轮22的转动圈数的旋转编码器27， 以及用以根据检测到的所述第二转轮22的转动圈数和预定策略计算出所述顶梁的高度的 控制装置。上述安装于第二转轮22上的旋转编码器27可以为本领域中常规使用的旋转传 感器，其具体形式以及工作原理请参考现有技术，在此不再赘述。当然，上述检测装置也不 局限于旋转编码器27。 当液压支架升高时，固定于其顶梁的测高线23的第二端随之升高，测高线23被拉 出，由于测高线23与第一转轮21和第二转轮22之间均存在摩擦力，则第一转轮21和第二 转轮22随测高线23的伸出而绕其各自的轴线转动，安装于第二转轮22的旋转编码器27
5随第二转轮22同步旋转，并能够得到第二转轮22的转动圈数，根据预先输入旋转编码器27 的第二转轮22的直径，旋转编码器27能够输出瞬时的液压支架高度，实现了在液压支架升 高时对其高度的较为精确的实时检测，并且，转轮、测高线以及旋转编码器均为较常规的外 购件，成本较低，从而降低了测高装置的生产成本；而转轮等零部件的使用可靠性较高，不 易损坏，从而提高了测高装置的使用寿命。 还可以对本实用新型所提供的测高装置进行进一步的改进。 请参考图3，并一并参考图2 ;图3为图2所示的提测高装置的剖视示意图。 在上述具体实施方式
的基础上，本实用新型所提供的测高装置还可以包括固定 轴，该固定轴设置于液压支架的底座01的适当位置，上述第一转轮21通过固定轴安装于底 座01，且第一转轮21与固定轴之间安装有轴承25 ;显然地，上述固定轴沿第一转轮21的轴 向设置，由于两者间安装有轴承25，第一转轴21在外力的作用下，能够相对于底座01绕上 述固定轴转动；在上述第一转轴21与固定轴之间还可以设置有发条弹簧24，当液压支架升 高时，上述第一转轮21随测高线23的伸出而转动时，发条弹簧24随之收紧，而当液压支架 降低时，发条弹簧24会释放储存的预紧力，在发条弹簧24张开的过程中，带动测高线23的 收回，从而，不仅在液压支架升高时能够实时检测其高度，在液压支架下降时，也能够实时 检测到其瞬时高度，从而扩大了测高装置的使用范围，提高了其适用性。 需要指出的是，本实用新型所提供的测高装置一般通过测高底板安装于底座Ol 上，这样，固定轴通过自测高底板下方旋入的螺钉固定于测高底板上，从而固定于底座01 上。安装简单方便，且便于拆装，简化了维护和安装工序。 上述发条弹簧24可以为本领域中常规使用的发条弹簧。其弹性系数等各参数应 根据使用情况确定，理论上来讲，发条弹簧24的弹性系数可以较大，以使其具有较大的回 复弹力，增加测高线23的回复灵敏度。 在上述具体实施方式
的基础上，本实用新型所提供的测高装置还可以包括安装架 26，安装架26固定于底座01的适当位置，且安装座26可以为框架式结构，其与底座01之间 形成空腔，上述第一转轮21和第二转轮22均可以位于上述安装座26与底座01形成的空 腔中，以提高测高装置的安全性能；上述固定轴的两端分别固定于底座01和安装座26上， 并穿过二者形成的空腔；此时，该固定轴可以具体为销钉或者螺钉等形式，以便在需要将安 装座26拆下时，仅需将销钉或者螺钉拆下，简化了更换和维护的过程。 上述底架01上还可以安装有第一导向轮281 ，测高线23的第二端绕过第一导向轮 281后固定于顶梁02的适当位置。这样，在测高线23伸出和收回的过程中，经过第一导向 轮281的导向作用，避免测高线23的方向发生偏移。 显然地，上述测高线23先绕过第二转轮22，后绕过第一导向轮281，因此，第一导 向轮281 —般设置于第二转轮22的后端。 上述第一导向轮281可以通过导向支架282安装于底架01的适当位置，以便更好 地将第一导向轮281固定于底架01，并且简化了拆装过程。 上述安装架26的适当位置还可以安装有第二导向转轮29，上述测高线23以其第 二端绕过第二导向轮29，以进一步避免测高线23在伸出和收回过程中发生偏移。 上述第一转轮21的直径可以大于第二转轮22的直径，以较好地将测高线23缠绕 于两转轮上。显然地，上述第一转轮21的直径也可以等于或者小于第二转轮22的直径，二
6者的直径范围以及直径数值的比值根据实际工作情况确定，各参数的具体数值不应受到本 说明书的限制。 上述测高线23的材料可以为具有较大摩擦系数的材料，以提高测高线23对第一 转轮21和第二转轮22的随动性。当然，理论上来讲，测高线23的材料并不局限于摩擦系 数大的材料。并且，由于计算出的高度数值与第二转轮22的直径有关，在保证拉伸强度的 条件下，应尽量选择较细的测高线23，以避免测高线23缠绕于第二转轮22而对测量精度的 影响。 请参考图4，图4为本实用新型所提供液压支架一种具体实施方式
的结构示意图。 除了上述测高装置，本实用新型还提供一种包括上述测高装置的液压支架，该液 压支架其他各部分的结构请参考现有技术，在此不再做过多赘述。 以上对本实用新型所提供的一种液压支架及其测高装置进行了详细介绍。本文中 应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来
说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改 进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求一种液压支架的测高装置，其特征在于，包括第一转轮(21)和第二转轮(22)，所述第一转轮(21)和所述第二转轮(22)分别可旋转地安装于液压支架的底座(01)；测高线(23)的第一端固定于所述第一转轮(21)，并沿周向缠绕于所述第一转轮(21)，其第二端绕过第二转轮(22)，并固定于所述液压支架的顶梁(02)，所述测高线(23)带动所述第二转轮(22)旋转，所述第二转轮(22)安装有检测装置，以便测量所述第二转轮(22)外圈的线位移；所述第一转轴(21)上安装有复位装置，以便在所述顶梁下降过程中，驱动所述第二转轮(22)反向转动。
2. 根据权利要求1所述的液压支架的测高装置，其特征在于，所述检测装置包括，旋转编码器(27)，用以检测所述第二转轮(22)的转动圈数；控制装置，用以根据检测到的所述第二转轮(22)的转动圈数和预定策略计算出所述顶梁的高度。
3. 根据权利要求2所述的液压支架的测高装置，其特征在于，所述第一转轮(21)通过沿其轴向设置的固定轴安装于所述底座(Ol)，所述复位装置为安装于所述第一转轮(21)与所述固定轴之间的发条弹簧。
4. 根据权利要求3所述的液压支架的测高装置，其特征在于，还包括固定于所述底座(01)并与所述底座(01)形成空腔的安装架(26)，所述第一转轮(21)和所述第二转轮(22)均位于所述空腔中。
5. 根据权利要求4所述的液压支架的测高装置，其特征在于，还包括安装于所述底架(01)的第一导向轮(281)，所述测高线(23)的第二端绕过所述第一导向轮(281)后固定于所述顶梁(02);所述第一导向轮(281)将所述测高线(23)分为靠近所述第一端的第一部分和靠近所述第二端的第二部分，以便所述第二部分大体沿竖直方向设置。
6. 根据权利要求5所述的液压支架的测高装置，其特征在于，所述第一导向轮(281)通过导向支架(282)安装于所述底座(01)。
7. 根据权利要求6所述的液压支架的测高装置，其特征在于，还包括安装于所述安装架(26)的第二导向轮(29)，所述第二导向轮(29)将所述测高线(23)分为远离所述第一导向轮(281)的前段和靠近所述第一导向轮(281)的后段，以便所述后段大体沿水平方向设置。
8. 根据权利要求1至7任一项所述的液压支架的测高装置，其特征在于，所述第一转轮(21)的直径大于所述第二转轮(22)的直径。
9. 一种液压支架，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的测高装置。
专利摘要本实用新型公开了一种液压支架的测高装置，包括第一转轮(21)和第二转轮(22)，所述第一转轮(21)和第二转轮(22)分别可旋转地安装于液压支架的底座(01)；测高线(23)的第一端固定于所述第一转轮(21)，并沿周向缠绕于所述第一转轮(21)，其第二端绕过第二转轮(22)，并固定于所述液压支架的顶梁(02)上，所述第二转轮(22)上安装有旋转编码器(27)。该测高装置实现了对在液压支架升高时对其高度的较为精确的实时检测，并且，转轮、测高线以及旋转编码器均为较常规的外购件，成本较低，从而降低了测高装置的生产成本；同时，转轮等零部件的使用可靠性较高，不易损坏，从而提高了测高装置的使用寿命。
文档编号G01B21/02GK201514208SQ20092026810
公开日2010年6月23日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者丁少华, 于洋, 刘培壮, 刘纯平, 姜仁坤, 常镝, 贾春强, 邢海清 申请人:三一重型装备有限公司