[發明專利]一種煤巷掘進機遠程可視化系統及方法

有效

• 申請號: 201911141862.5
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110996048B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉國鵬;康永玲;胡文芳;靳明智;田原;范柄堯;王德光;呼守信;侯林;唐會成;曹建文;許連丙;姜銘;劉浩;范海峰
• 申請（專利權）人: 中國煤炭科工集團太原研究院有限公司;山西天地煤機裝備有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;E21C35/24
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種煤巷掘進機遠程可視化系統，其特征在于，系統包括三個子系統，第一信息采集系統，包括數據信息采集系統、視頻信號采集系統、三維運動狀態成像采集系統，第二信息傳輸系統，系統包括防爆信號轉換箱、有線網絡傳輸系統，第三信息遠程可視化系統，包括遠程控制臺、防爆計算機、防爆光纖接線盒，防爆顯示箱，所述數據信息采集系統，包括傳感器組及防爆機載數據采集箱，所述視頻信號采集系統，包括安裝在機身上左中后側不少于4路的防爆低照度攝像儀、防爆音視頻采集箱，所述三維運動狀態成像采集系統，包括掘進機初始定位信息采集系統和作業定向信息采集系統，掘進機初始定位信息采集系統包括激光標靶、防爆三維激光掃描儀，掘進機作業定向信息采集系統，包括防爆MEMS慣性導航裝置C，防爆MEMS慣性導航裝置D，所述有線網絡傳輸系統，包括防爆基站、防爆電源箱，其中：

傳感器組，包括安裝在鏟板升降油缸內的位移傳感器A，用于測量鏟板升降的距離；安裝在左右后支撐油缸內的位移傳感器B，用于測量后支撐與機身底部的距離；傳感器組將鏟板升降的距離、后支撐與機身底部距離等測量信號傳輸至防爆機載數據采集箱；

防爆機載數據采集箱，用于接收傳感器組傳輸的測量信號，并將測量信號轉換為物理量信號，傳輸至防爆信號轉換箱；

防爆低照度攝像儀，用于采集掘進機實時工況的視頻信號，并將視頻信號傳輸至防爆音視頻采集箱；

防爆音視頻采集箱，用于接收防爆低照度攝像儀傳輸的視頻信號，并將視頻信號通過工業以太網打包傳輸至防爆信號轉換箱；

激光標靶，安裝在掘進機后方的已掘進巷道側幫，且在已掘進巷道的前后區域都沒有遮擋的位置，用于為防爆三維掃描儀提供自身在已掘進巷道的坐標信息；

防爆三維激光掃描儀，安裝在掘進機機身頂部，且在已掘進巷道的前后區域都沒有遮擋的位置，用于掃描激光標靶，獲得激光標靶坐標信息，繼而得到掘進機在已掘進巷道的絕對坐標信息，得到掘進機初始位置，采集已掘進巷道不同角度下的三維點云數據，將掘進機在已掘進巷道絕對坐標信息傳輸給防爆MEMS慣性導航裝置C和防爆MEMS慣性導航裝置D，將掘進機在已掘進巷道絕對坐標信息及采集的三維點云數據傳輸至防爆信號轉換箱；

防爆MEMS慣性導航裝置C安裝在掘進機機身，防爆MEMS慣性導航裝置D安裝在掘進機懸臂，防爆MEMS慣性導航裝置均用于接收防爆三維激光掃描儀傳輸的已掘進巷道絕對坐標信息，防爆MEMS慣性導航裝置C采集掘進機作業狀態下掘進機機身的姿態信息，并將掘進機機身姿態信息傳輸至防爆信號轉換箱，防爆MEMS慣性導航裝置D采集掘進機作業狀態下掘進機懸臂的姿態信息，并將掘進機懸臂姿態信息傳輸至防爆信號轉換箱；

防爆信號轉換箱，用于接收防爆機載數據采集箱傳輸的物理量信號、防爆音視頻采集箱傳輸的視頻信號、防爆三維激光掃描儀傳輸的掘進機在已掘進巷道絕對坐標信息及三維點云數據、防爆MEMS慣性導航裝置傳輸的掘進機懸臂姿態信息和掘進機機身姿態信息，將所有接收的信息轉換成4G信號后傳輸至防爆基站；

防爆電源箱，設置在掘進機后方50~100米已掘進巷道側幫，用于為防爆基站提供電源；

防爆基站，設置在掘進機后方50~100米已掘進巷道側幫，用于接收防爆信號轉換箱傳輸的4G信號，并將4G信號轉換成工業以太網信息通過光纖傳輸至防爆光纖接線盒；

遠程控制臺，設置在掘進機后方的已掘進巷道處，與掘進機距離為n，n≥300米，用于安裝防爆光纖接線盒、防爆計算機、防爆顯示箱；

防爆光纖接線盒，用于接收防爆基站傳輸的工業以太網信息，并將其傳輸至防爆計算機；

防爆計算機，用于接收防爆光纖接線盒傳輸的工業以太網信息，從工業以太網信息中運算得到鏟板升降的距離、后支撐與機身底部距離、視頻信號、掘進機作業時與其初始位置的距離、初始位置及已掘進巷道三維模型、掘進機懸臂姿態信息、掘進機機身姿態信息，進一步得到掘進機在已掘進巷道中的運動狀態，將已掘進巷道三維模型、掘進機在已掘進巷道中的運動狀態、視頻信號傳輸至防爆顯示箱；

防爆顯示箱，用于接收和顯示防爆計算機傳輸的已掘進巷道三維模型、掘進機在已掘進巷道中的運動狀態、視頻信號。