[實用新型]一種連采機快速準直控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820547764.6
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN208314566U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆林;章敏清
• 申請（專利權(quán)）人: 伊金霍洛旗瑞隆機械工程有限公司;北京慶蘭清自動化技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

一種連采機快速準直控制系統(tǒng)，連采機通過安裝于其上的陀螺儀、加速度計和里程計測得的連采機的運動軌跡信息，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)運算處理后的信息，通過容集于高壓電纜內(nèi)的光纜傳輸給遠程的上位機，上位機實時的反映出高精度的連采機運動軌跡信息，上位機實時對反饋回來的連采機運動軌跡與既定的運動軌跡進行比較，并通過PID控制器的運算處理后，并實時修正連采機運動方向；本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實用性強、精度高，克服了激光準直方法在實際應(yīng)用中存在的局限性和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)準直方法受礦道中復(fù)雜工作環(huán)境的影響，為技術(shù)人員提供高精度的采煤機運動軌跡信息，并且能夠根據(jù)實時直線度情況指導(dǎo)工作人員修正采煤機的工作方向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種連采機快速準直控制系統(tǒng)，特別涉及一種三軸光纖陀螺儀、三軸加速度計和里程計組合的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于露天煤礦連采機快速準直控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

露天煤場在進行挖掘工作時，為保證施工及山體安全，國家法規(guī)要求每個礦道間有一定間隔來用于支撐山體。所以在挖進作業(yè)時，為防止坑道之間相互挖穿而導(dǎo)致的安全問題，因此最大化保證每條礦道的直線度是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的最主要的指標。

連采機坑道直線度檢測技術(shù)主要分為兩種，傳統(tǒng)方法一般使用激光準直儀進行礦道的對直校驗。此方法對工作環(huán)境的要求較高，對于采煤過程中，連采機本身強烈的抖動和礦道中大量的粉塵都對激光準直造成巨大的影響，激光準直法只能在礦道口的四、五米起到比較好的對直效果。因此傳統(tǒng)方法在實際應(yīng)用中存在非常大的局限性。另一種方法是基于導(dǎo)航系統(tǒng)定位，此方法可以克服礦道中復(fù)雜工作環(huán)境的影響，實現(xiàn)連采機直線掘進。但目前比較流行的GPS在礦道中工作時無法正常接受和發(fā)送信號，導(dǎo)致基于GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的對直方法存在缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種連采機快速準直控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和里程計組合而成的連采機快速準直控制系統(tǒng)，連采機從工作面煤層的起始點開始向前掘進時，通過安裝于連采機上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和里程計測量此時連采機的位置和姿態(tài)信息以及速度信息，通過光纖通信的方式傳輸給下位機，經(jīng)過下位機的運算處理實時的反映出高精度的連采機運動和姿態(tài)信息，上位機實時判斷連采機運動軌跡的直線度，并實時控制連采機運動方向。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的三軸光纖陀螺儀和三軸加速度計直接采集連采機在慣性空間的轉(zhuǎn)動角速度和線性加速度信息，通過光纖通信的方式傳輸給下位機，下位機計算機系統(tǒng)的運算得到連采機的運動速度、航線、姿態(tài)和位置信息，實時傳輸給上位機；利用安裝于軌道連采機行走部的里程計測量其行走速度與距離信息，通過光纖通信方式向下位機反饋此時連采機的速度與距離信息，通過下位機的運算處理得到連采機的速度信息，實時傳輸給上位機；上位機通過改進型卡爾曼快速濾波程序?qū)T性導(dǎo)航系統(tǒng)測得運動速度、航線、姿態(tài)和位置信息和里程計測得的速度與距離信息進行融合，以提高系統(tǒng)測量的精度和穩(wěn)定性；再以航位角推算原理上位機解析出連采機實時位置和姿態(tài)信息，根據(jù)實時位置和姿態(tài)信息對軌道連采機掘進方向進行實時修正，以保證連采機按照既定直線掘進。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，我們將采用如下技術(shù)方案予以實施。

一種連采機快速準直控制系統(tǒng)，包括連采機，連采機在露天煤礦的煤層工作面進行采煤作業(yè)，其特征在于：還包括光纜、上位機、以太網(wǎng)、下位機、信號交換機以及若干個傳感器，所述的若干個傳感器和下位機均安裝于連采機上,所述的若干個傳感器采用總線型結(jié)構(gòu)連接，所述的下位機的數(shù)據(jù)采集接口與所述的總線連接，下位機的通信接口與信號交換機連接，信號交換機通過光纜與采煤巷道口外的以太網(wǎng)連接，以太網(wǎng)連接上位機。

進一步，所述的光纜容集于高壓電纜內(nèi)。

更進一步，所述的高壓電纜在采煤巷道內(nèi)分段設(shè)置于連采機及其后續(xù)接的每一節(jié)采煤輔助設(shè)備車上，分段設(shè)置的高壓電纜之間通過高壓電纜連接器連接。

更進一步，所述的高壓電纜內(nèi)還容集有高壓接地電纜以及低壓電纜，用于給連采機提供電力支持。