[發明專利]融合地質環境信息的采煤機絕對定位裝置與方法

有效

• 申請號: 201310353737.7
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103410512A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王世博;葛世榮;葛兆亮;李昂;劉萬里;郝尚青
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

1.一種融合地質環境信息的采煤機絕對定位裝置，其特征是：采煤機絕對定位裝置包括采煤機機身、軸編碼器、方位傳感器、慣性測量單元、振動傳感器、定位裝置防爆外殼、定位數據微處理單元、超寬帶無線定位系統(UWB)傳感器、定位標簽和工控機。

2.在順槽控制中心有工控機，在工控機中建立采區地理信息系統（GIS）；將定位標簽等間距地布置在巷道煤壁及液壓支架上。

3.在采煤機行走部安裝軸編碼器，在采煤機機身上固定防爆外殼，防爆外殼內連接有采煤機定位裝置，所述的采煤機定位裝置包括方位傳感器、超寬帶無線定位系統（UWB）傳感器和定位數據微處理單元，方位傳感器、慣性測量單元、振動傳感器、超寬帶無線定位系統（UWB）傳感器和軸編碼器的輸出端與定位數據微處理單元的輸入端連接，定位數據微處理單元的輸出端通過數據輸出接口與工控機的輸入端連接。

4.一種融合地質環境信息的采煤機絕對定位方法，其特征是包括如下步驟：

（1）在刮板輸送機端頭對采煤機的位置、姿態進行校準：利用方位傳感器檢測得到采煤機在采區內的真實方位，利用布置在巷道煤壁上的定位標簽和采煤機防爆殼體中的超帶寬無線定位系統（UWB）傳感器對采煤機的三維坐標進行校正；

（2）以端頭位置為基準的采煤機截割過程中的定位：在采煤機截割過程中，將慣性測量單元的輸出信號和振動傳感器的輸出值送入定位數據微處理單元，經運算得到采煤機的姿態角和加速度值；利用布置在液壓支架上的定位標簽和采煤機防爆殼體中的超寬帶無線定位系統(UWB)傳感器對截割過程中的采煤機的三維坐標進行校正；?

（3）將采煤機行走部軸編碼器的輸出值送入定位數據微處理單元，經處理得到采煤機的牽引速度，根據校正后的姿態角進行坐標變換，得到采煤機的牽引速度在GIS坐標系的三個軸上的分量，再進行積分運算，得到采煤機在GIS坐標系下的位置；

（4）通過定位數據微處理單元的輸出端口輸出采煤機經過校正的姿態、速度和位置到順槽的工控機中的GIS系統中；將地理、地質、環境信息以及采煤機的姿態、速度、位置信息統一于同一時空體系下，從而實現采煤機在地質環境信息下的絕對精確定位；

（5）采煤機再次達到端頭以后，再次進行校準，循環步驟（1）－（4）。