[發明專利]掘進機巷道自適應截割系統及自適應遙控方法

有效

• 申請號: 201210336657.6
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102854838A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 高樹軍;李丹;石明全;郭養臣;孫勇剛;陳勇強;杜建;趙建林;王祺;王曉東;宗偉;王穎;李清云;李淑珍;周全;王麗萍;張朝霞;岳進偉;金教智;劉正偉;崔淑梅;羅宏宇;陳占巍
• 申請（專利權）人: 內蒙古北方重工業集團有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域：

本發明涉及涉及一種掘進機巷道自適應截割系統及自適應遙控方法，屬于煤礦采掘設備應用技術領域。

背景技術：

掘進機巷道掘進工作環境惡劣，塵埃大，照明不足，瓦斯濃度較高，傳統手動操作掘進方式下操作人員掘進效率低，勞動強度大，并具有一定的危險性。長期以來，掘進機操作的安全與掘進效率問題一直是行業關注的重點。因此，有必要提供一種巷道斷面自適應截割遙控方法來克服上述缺陷，遠程遙控操作掘進機提高掘進效率，改善操作人員的勞動衛生環境，減少人員傷害事故。

發明內容：

本發明的目的是提供掘進機巷道自適應截割系統及自適應遙控方法，實現對掘進機巷道自適應遙控截割操作，提高生產效率。

為實現上述目的，本發明提供了掘進機巷道自適應截割遙控方法，包括：

構建巷道斷面自適應截割數據庫，接受并存儲掘進指令；

軟件應用系統，監測掘進機運行軌跡，監測掘進機截割頭的伸縮油缸、回轉油缸和升降油缸的伸縮量，存儲掘進機整機及截割頭的位姿及運行數據；

遠程監控系統，實時顯示掘進斷面工作情況，提供對左右行走馬達、左右星輪、運輸、支撐和鏟板的工作狀態顯示和控制；同時結合現場掘進機上PLC，完成遠程有線控制操作巷道自適應截割作業。

本發明掘進機巷道自適應截割遙控方法步驟如下：

1)所述斷面自適應截割數據庫中輸入巷道高度、巷道寬度、斷面截割距參數，將上述參數儲存在一個等待輸入待截割斷面參數的PLC嵌入式可編程控制器上；

2)所述斷面自適應截割數據庫在接受掘進指令參數后，生成一個斷面截割程序；

3)遠程監控系統采用激光測距儀跟蹤掘進機運行軌跡和位姿；采用拉線傳感器跟蹤掘進機截割頭的伸縮油缸、回轉油缸和升降油缸行程位置，生成關于掘進機整機及截割頭的位姿測量程序；

4)所述的測量程序結合用于待截割斷面尺寸的參數，被轉換成與掘進作業相關的控制程序，并且，所述巷道斷面參數在該控制程序運行時間時讀入。

5)所述的掘進機整機位姿坐標的計算，由激光測距儀測量激光儀發射的光斑，根據煤巷地質測繪機構提供的激光測距儀安裝位置在大地坐標系中的絕對坐標和掘進機機身感應標靶坐標的數據來確定掘進機需要調整的量；

6)所述的截割頭位姿坐標的計算，由拉線傳感器測量提供伸縮油缸、回轉油缸和升降油缸的伸縮量確定截割頭在水平和垂直平面內的擺動幾何關系及位置；

7)所述的斷面自適應截割控制程序，是在掘進機整機位姿調整好的基礎上，根據斷面參數，控制截割頭循環擺動，截割出所需斷面；

8)遠程監控系統，對掘進機截割斷面現場進行記錄，并傳遞至后方的第二監視器；同時包括左右行走馬達、左右星輪、運輸、支撐和鏟板的工作狀態顯示和控制；

9)所述的巷道斷面自適應截割作業過程，采用遠程監控系統結合現場掘進機上PLC，完成自動控制、軟操作控制或手操作控制，上述三種控制方式均能夠實現無擾動切換。

本發明的掘進機巷道自適應截割系統及自適應遙控方法，用于掘進機遠程線控系統，包括：視頻監視系統，低壓電氣控制系統，

視頻監視系統用以觀察掘進機截割動作及截割斷面情況，將攝像機獲取的圖像通過光端發射機將視頻信號轉化成光信號通過光纖傳輸出至遠程監控站，監控站將光纖傳輸過來的光信號通過光端接收機轉化成視頻信號，再通過視頻線的連接傳到硬盤錄像機和第一監視器中顯示出來。

低壓電氣控制系統包括低壓電氣箱、電氣控制箱，低壓電氣箱中的PLC通過兩芯通信線直接與電氣控制箱中的PLC連接，低壓電氣箱中的PLC通過兩芯通信線再與遠程監控站的中心PLC其中一個串口端口連接。

所述視頻監視系統包括分別安裝在掘進機截割部的兩側攝像機，攝像機與光端發射機通過視頻線連接，光端機把視頻信號轉化成光信號通過光纖傳輸至遠程監控站；掘進機頂部兩側分別激光測距傳感器，掘進機各類油缸上分別安裝有拉線傳感器，掘進機上還分別設有比例閥控制器和壓力傳感器。

所述低壓電氣箱和電氣控制箱均位于現場掘進機(采煤機)本體上。

所述低壓電氣控制系統用于對掘進機或采煤機的油缸、馬達及電機進行控制、檢測和保護。

所述的電氣控制箱部分負責對遙控系統的現場終端進行低壓電氣箱內保護報警信息、電機工作狀態信息處理、液壓系統的控制指令輸入、遠程上位機的操作命令響應。

遠程監控站包括監控主機、遠程PLC和硬盤錄像機、操作按鈕。

根據本發明的實施方式涉及的巷道自適應截割遙控方法，有如下效果：