[發(fā)明專利]掘進機自動控制過程中的防碰撞裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310527375.9
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103527191A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 楊林;楊敬洲;楊雪菲;陳欣;廉浩;王晉;李歡;耿飚
• 申請（專利權(quán)）人: 北方重工集團有限公司
• 主分類號: E21C35/04
• 分類號: E21C35/04
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所(普通合伙) 21232
• 代理人: 譚琦

1.一種掘進機自動控制過程中的防碰撞裝置，包括截割臂、第一液壓油缸、第一位移傳感器、第一電纜、機身、電控箱、第二電纜、第二位移傳感器、第二液壓油缸、鏟板，其特征在于：第一液壓缸兩端通過軸連接方式分別連接截割臂和機身，第二液壓缸兩端通過軸連接方式分別連接鏟板和機身，第一位移傳感器安裝在第一液壓油缸中，通過第一電纜與電控箱直接柔性連接，第二位移傳感器安裝在第二液壓油缸中，通過第二電纜與電控箱直接柔性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進機自動控制過程中的防碰撞裝置，其特征在于：所述裝置的工作原理及操作方法是，截割臂在斷面上的運行軌跡為“S”型，鏟板的運行軌跡為上下往復運動，第一液壓油缸的動作范圍B為0-760mm，第二液壓油缸的動作范圍D為0-150mm，均由電控箱控制，使其做伸縮運動，從而得到截割臂和鏟板之間構(gòu)成的不同角度的夾角，再根據(jù)電控箱內(nèi)部的算法，防止截割臂和鏟板發(fā)生碰撞；當電控箱控制第一液壓油缸和第二液壓油缸動作后，第一位移傳感器和第二位移傳感器將分別通過第一電纜和第二電纜傳輸信號給電控箱，電控箱經(jīng)算法得出截割臂和鏟板之間的夾角，當夾角接近0度時，控制第一液壓油缸和第二液壓油缸動作，從而形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，防止截割臂和鏟板碰撞。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進機自動控制過程中的防碰撞裝置，其特征在于：所述裝置的控制系統(tǒng)算法是，控制系統(tǒng)連鎖，無論截割臂還是鏟板在動作之前都要監(jiān)測另一機構(gòu)相應的位置；動作過程中要監(jiān)測兩個機構(gòu)之間的夾角并且在角度小于10度時要根據(jù)運動的方向降低其中一個機構(gòu)的速度，如：同時向上運動應該降低鏟板的速度，同時向下運動應該降低截割臂的速度，相向運動時應同時降低兩個機構(gòu)的速度；

根據(jù)圖4三角形余弦公式可以得到：

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其中AO是截割臂的長度為已知參數(shù)，BO是鏟板的長度為已知參數(shù)，AM是截割臂前端到地面的距離為可變參數(shù)，BN是鏟板前端到地面的距離為可變參數(shù)，是截割臂與地面的夾角，是鏟板與地面的夾角，兩個夾角、在地面以上為正，地面以下為負，是截割臂與鏟板之間的夾角；當?shù)闹荡笥?度時截割臂和鏟板不會發(fā)生平碰撞；

由于截割臂、鏟板距離地面的長度可以通過位第一移傳感器和第二位移傳感器檢測到，通過第一電纜和第二電纜傳輸信號給電控箱，實現(xiàn)實時監(jiān)測和控制，其中截割臂距離地面的長度AM和鏟板距離地面的長度BN可由圖2和圖3以及通過公式（2）和公式（3）的算法獲得，

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其中、分別為位移傳感器3和位移傳感器8檢測的位置數(shù)值。