[發明專利]一種綜采工作面設備群位姿統一方法

有效

• 申請號: 202010149253.0
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111472841B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 任懷偉;趙國瑞;馬英;李帥帥;杜毅博;周杰;鞏師鑫;龐義輝;文治國;杜明
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21F13/06;E21D15/44;E21C35/24;E21C35/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 祁獻民

本發明公開了一種綜采工作面設備群位姿統一方法，涉及煤礦綜采工作面設備監測及控制技術領域，可以獲取統一的設備群位姿信息，使得綜采工作面設備群能夠在一個統一的坐標系中進行運動控制。包括：構建統一基準坐標系；在工作面的所有液壓支架上固結第一局部坐標系；在采煤機機身上固結第二局部坐標系；在刮板輸送機每一節中部槽上固結第三局部坐標系；基于采煤機與液壓支架的位置關系將第二局部坐標系轉換至第一局部坐標系；基于液壓支架與中部槽的連接關系將第一局部坐標系轉換至第三局部坐標系；基于刮板輸送機自身尺寸參數將所述第三局部坐標系轉換至統一基準坐標系。本發明適用于對綜采工作面設備群監測及控制。

技術領域

本發明涉及煤礦綜采工作面設備監測及控制技術領域，尤其是涉及一種綜采工作面設備群位姿統一方法。

背景技術

井下綜采工作面設備主要包括液壓支架、采煤機和刮板輸送機。當前，各設備及其控制系統均獨立運行，相互協調聯動控制僅限于順序啟停、成組移架等簡單功能能夠得到應用；而自動跟機移架、煤流平衡控制等對設備位置精度要求較高的功能，因綜采工作面設備群的空間位姿信息(包括位置及姿態信息) 測量不夠準確而導致多數情況下無法實現連續自動運行控制。

目前，各個設備之間大量的、頻繁的、動態的聯動配合控制只能通過人工的方式完成，設備運動的實時性、準確性、協調統一性都無法保證，不但影響生產效率，而且極易發生誤操作導致設備損壞和安全生產事故。究其根本原因，主要是設備相互之間的位姿測量數據是局部的、孤立的，尚無法獲取到統一的設備群位姿信息(主要表現形式為坐標)，使得綜采工作面設備群無法在一個統一的坐標系中進行運動控制。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種綜采工作面設備群位姿統一方法，可以獲取統一的設備群位姿信息，使得綜采工作面設備群能夠在一個統一的坐標系中進行運動控制，從而可提高實現綜采工作面設備群間的自動化實時、準確、快速協調控制的可能性。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供一種綜采工作面設備群位姿統一方法，包括：以巷道底板平面、轉載機長度方向豎向中心對稱平面和刮板輸送機中心對稱平面構成統一基準坐標系的基準平面；其中，三個平面交點為坐標原點，以工作面長度方向為X軸正方向，工作面推進方向為Y軸正方向，垂直向上方向為Z軸正方向；

在工作面的所有液壓支架上固結第一局部坐標系；

在采煤機機身上固結第二局部坐標系；

在刮板輸送機每一節中部槽上固結第三局部坐標系；

基于采煤機與液壓支架的位置關系將第二局部坐標系轉換至第一局部坐標系；

基于液壓支架與中部槽的連接關系將第一局部坐標系轉換至第三局部坐標系；

基于刮板輸送機自身尺寸參數將所述第三局部坐標系轉換至統一基準坐標系。

優選地，所述方法還包括：獲取液壓支架、采煤機和刮板輸送機的實時位置和姿態信息；

將所述實時位置和姿態信息分別轉換到所述統一基準坐標系中表示。

優選地，將所述實時位置和姿態信息分別轉換到所述統一基準坐標系中表示之后，所述方法包括：根據統一基準坐標系中表示的采煤機實時位置及姿態信息監測采煤機的位姿變化；

并根據所述采煤機實時位置及姿態信息確定刮板輸送機彎曲程度及中部槽前后傾斜角度。

優選地，所述采煤機上設有里程計及紅外定位模塊；

通過所述里程計及紅外定位模塊確定采煤機沿工作面長度方向的位置。

優選地，在基于刮板輸送機自身尺寸參數將所述第三局部坐標系轉換至統一基準坐標系之后，所述方法還包括：建立基于所述統一基準坐標系的設備群位置監控模型；