[發(fā)明專利]基于線結(jié)構(gòu)光的懸臂式掘進機截割頭高差自動檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210312009.7
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102829727A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田原;于向東;侯林;張夢奇;袁曉明;呼守信;鮑文亮;王德光;李仁杰;彭利明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國煤炭科工集團太原研究院;山西天地煤機裝備有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種基于線結(jié)構(gòu)光的懸臂式掘進機截割頭高差自動檢測裝置，其特征在于：包括計算機（10）、數(shù)據(jù)采集裝置（9）、單軸傾角儀（5）、一字線結(jié)構(gòu)光激光器、光敏組件（6）以及激光指向儀；單軸傾角儀（5）安裝在掘進機懸臂（2）上，其測量軸線與掘進機懸臂軸向一致；光敏組件（6）由若干光敏單元線性排列而成，安裝在掘進機懸臂（2）上，光敏單元線性排列的走向與掘進機懸臂軸向一致；一字線結(jié)構(gòu)光激光器與激光指向儀的位置關(guān)系滿足一字線結(jié)構(gòu)光激光器發(fā)出的光面即基準平面包含激光指向儀發(fā)出的指向光束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線結(jié)構(gòu)光的懸臂式掘進機截割頭高差自動檢測裝置，其特征在于：一字線結(jié)構(gòu)光激光器與激光指向儀安裝在同一水平面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于線結(jié)構(gòu)光的懸臂式掘進機截割頭高差自動檢測裝置，其特征在于：計算機及數(shù)據(jù)采集裝置安裝在掘進機機身控制臺上。

4.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于線結(jié)構(gòu)光的懸臂式掘進機截割頭高差自動檢測裝置，其特征在于：計算機及數(shù)據(jù)采集裝置替換為可編程邏輯控制器，安裝在掘進機電控箱內(nèi)。

5.一種基于線結(jié)構(gòu)光的懸臂式掘進機截割頭高差自動檢測方法，其步驟如下：

第一步，掘進機到達截割位置并進行斷面截割之前測量懸臂回轉(zhuǎn)中心相對基準面的高差，具體步驟為，

掘進機懸臂（2）向上抬起，直到掘進機懸臂（2）上安裝的光敏組件（6）中某一光敏單元接收到一字線結(jié)構(gòu)光激光器發(fā)出的激光信號，數(shù)據(jù)采集裝置（9）采集此時光敏組件的輸出信號，光敏組件的輸出信號為一字線結(jié)構(gòu)光激光器發(fā)出光束與光敏組件交點到懸臂回轉(zhuǎn)中心的距離????????????????????????????????????????????????，同時單軸傾角儀（5）測得懸臂俯仰角，懸臂回轉(zhuǎn)中心與結(jié)構(gòu)光平面之間的高差由下式(1)得出，

??????????????????????(1)，

第二步，掘進機開始截割后截割頭相對基準面高差的實時測量，截割過程中，單軸傾角儀實時檢測懸臂的傾角，截割頭在時刻與懸臂回轉(zhuǎn)中心所在水平面的高差，也即截割頭相對懸臂回轉(zhuǎn)中心所在水平面的實時高差，由下式(2)得出，

???????????（2），

?????式中：為截割頭末端中心與懸臂回轉(zhuǎn)中心之間距離，

截割頭在時刻與基準平面的高差H，也即截割頭相對基準平面的實時高差，由下式（3）得出，

????（3），

則截割頭末端中心在時刻到巷道頂板、底板的距離H_t1、H_t2由下式（4）、（5）得出，

?????????????(4),

?????????????(5),

式中：、為基準平面與巷道頂板、底板間的距離。