[發明專利]一種基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統及方法

有效

• 申請號: 201911039820.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112727550B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張良;韓秀琪;李森;黃曾華;王峰;張學亮
• 申請（專利權）人: 北京天瑪智控科技股份有限公司;北京煤科天瑪自動化科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21C35/24
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 楊仁波

本發明提供了一種基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統及方法，其系統中，巡檢組件設置于滑軌上且可沿滑軌滑動，第一音頻傳感器沿滑軌滑動的過程中采集采煤機的運行聲音信號，第一音頻傳感器沿滑軌滑動的過程中，與第二音頻傳感器和第三音頻傳感器三者始終不在同一直線上；音頻信號處理器在預定采樣時刻采集第一音頻傳感器、第二音頻傳感器和第三音頻傳感器發送的音頻檢測信號，根據音頻檢測信號得到在預定采樣時刻采煤機所處的位置。通過本發明提供的以上技術方案對采煤機運行位置進行定位，能夠得到更精準的結果，而且以上設備中采用的器件相比于國外壟斷技術具有更低的成本。

技術領域

本發明涉及煤炭開采自動化設備技術領域，具體涉及一種基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統及方法。

背景技術

我國煤礦采煤機工藝械化程度達到75％以上，大型煤礦機械化程度達到95％，國產工作面三機裝備及配套設備發展迅速。實現煤礦綜采智能化控制的核心就是實現對工作面設備的統一控制、管理，最終達到自主控制、相互配合、協調運行的目的。目前，智能化工作面普遍采用視頻控制系統將工作面圖像傳送到順槽監控中心，操作司機通過視頻畫面了解現場情況，進行遠程干預。這種方法依靠操作者進行設備的協調控制和狀態判斷，無法實現設備的自適應智能運行。

要實現設備群的協同控制，首先要對設備的空間位姿進行精確檢測。目前普遍使用的采煤機位置檢測技術有以下3種：一是基于齒輪計數或編碼器位置檢測，存在設備可靠性低、易損壞、維護困難的問題；二是基于紅外射線的位置檢測技術，每個支架都需要安裝接收器且探頭角度改變后無法接收到信號；三是基于慣性導航的位置檢測技術，該項技術被澳大利亞壟斷因此實現成本較高。因此，本領域亟需一種準確度高且成本低的采煤機位置檢測方案。

發明內容

本發明實施例要解決現有技術中對煤礦井下采煤機進行定位時精準度不高但成本高的技術問題，進而提供一種基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統，包括滑軌、巡檢組件、傳感器組件和音頻信號處理器，其中：

所述滑軌沿采煤機運行軌道方向設置且所述滑軌與所述采煤機運行軌道間的距離小于設定距離；

所述巡檢組件設置于所述滑軌上且可沿所述滑軌滑動，所述傳感器組件包括設置于所述巡檢組件上的第一音頻傳感器，所述第一音頻傳感器沿所述滑軌滑動的過程中采集采煤機的運行聲音信號；

所述傳感器組件還包括設置于所述綜采工作面兩側的第二音頻傳感器和第三音頻傳感器；所述第一音頻傳感器沿所述滑軌滑動的過程中，與所述第二音頻傳感器和所述第三音頻傳感器三者始終不在同一直線上；

所述音頻信號處理器，在預定采樣時刻采集所述第一音頻傳感器、所述第二音頻傳感器和所述第三音頻傳感器發送的音頻檢測信號，根據所述音頻檢測信號得到在預定采樣時刻所述采煤機所處的位置。

可選地，上述的基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統中，所述音頻信號處理器，在所述第一音頻傳感器檢測到的運行聲音信號小于聲音信號閾值時，調整所述巡檢組件的移動速度使所述運行聲音信號大于或等于所述聲音信號閾值。

可選地，上述的基于聲音拾取的綜采工作面工況識別系統中，所述第一音頻傳感器，將檢測到的音頻信號與檢測時間點關聯后生成第一音頻檢測信號；

所述第二音頻傳感器，將檢測到的音頻信號與檢測時間點關聯后生成第二音頻檢測信號；

所述第三音頻傳感器，將檢測到的音頻信號與檢測時間點關聯后生成第三音頻檢測信號；

所述音頻信號處理器，在預定采樣時刻采集到所述第一音頻檢測信號、所述第二音頻檢測信號和所述第三音頻檢測信號后，根據所述第一音頻傳感器的檢測時間點、所述第二音頻傳感器的檢測時間點和所述第三音頻傳感器的檢測時間點和聲達時間差法得到在預定采樣時刻所述采煤機所處的位置。