[發明專利]一種基于三角煤切割原理的采煤機定位方法

有效

• 申請號: 202011442137.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112360457B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 翁凱利;陳杰;文智力;徐躍福
• 申請（專利權）人: 深圳市翌日科技有限公司
• 主分類號: E21C35/08
• 分類號: E21C35/08;E21C35/24;E21F17/18;G01S5/14
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 王雨時

1.一種基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、布置采煤機定位系統，并對采煤機定位系統組網，所述采煤機定位系統包括4個以上的非直線設置的定位基站，及分別設置在刮板運輸機端頭和端尾的、與定位基站相連的定位標簽，還包括定位裝置，及設置在采煤機上的相對位移測量模塊，其中，定位裝置分別與定位基站和定位標簽相連，定位裝置能夠獲取采煤機的相對位移測量模塊的位移信息；

步驟二、定位裝置獲取各個定位基站的實際三維坐標；

步驟三、分別獲取端頭處和端尾處的定位標簽測量的與各個定位基站的距離值，結合各個定位基站的三維坐標分別計算端頭處定位標簽的初始三維坐標（x，y，z）及端尾處的定位標簽的初始三維坐標；

步驟四、在采煤機切割煤壁的過程中，基于三角煤切割原理，根據端頭處或端尾處的定位標簽及采煤機相對定位標簽的相對位移獲取采煤機的實時X向坐標值和Y向坐標值；

步驟五、通過端頭和端尾的定位標簽的Z向坐標值的差值獲取采煤機的Z向坐標值，最終獲取采煤機的實時位置坐標。

2.根據權利要求1所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：步驟五還包括步驟：定位裝置根據采煤機的實時位置坐標，建立采煤機位置模型。

3.根據權利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：步驟一中，所述刮板運輸機和采煤機兩側設有進風巷道和回風巷道，所述定位基站均勻設置在所述進風巷道和回風巷道中。

4.根據權利要求3所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：所述定位基站距離地面的高度各不相同。

5.根據權利要求3所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：所述刮板運輸機的端頭和端尾處的定位標簽分別設置在進風巷道和回風巷道中，所述定位基站每側設有4個以上，所述定位標簽與同側巷道的定位基站相連。

6.根據權利要求5所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：所述定位標簽和定位基站分別設有測距模塊和通訊模塊，所述定位標簽和定位基站分別通過通訊模塊與定位裝置相連，將所述定位標簽信息及測距信息發送給定位裝置，或者，所述定位標簽通過通信模塊將測距信息發送給定位基站，定位基站將測距信息或處理后的信息發送給定位裝置。

7.根據權利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：所述定位基站為UWB定位基站，所述定位標簽為UWB定位標簽，UWB為超寬帶。

8.根據權利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：步驟三中，當采煤機在端頭初始位置時，端頭處的定位標簽分別依次與其中4個定位基站進行飛行時間TOF測距，得到與4個定位基站的距離值，結合4個定位基站的三維坐標利用4點定位算法計算出端頭處的定位標簽的初始三維坐標（x，y，z）；然后，根據其中4個定位基站與端尾處定位標簽距離值，獲取端尾處定位標簽的初始三維坐標。

9.根據權利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤機定位方法，其特征在于：步驟四中，當采煤機由端頭初始位置，向端尾方向實時移動時，根據端頭處的定位標簽的三維坐標獲取采煤機的Y向坐標值，根據端頭處定位標簽的三維坐標及相對位移測量模塊獲取所述采煤機的X向坐標值；

當采煤機由端尾向端頭方向實時移動時，根據端尾處的定位標簽的三維坐標獲取采煤機的實時Y向坐標值，根據端尾處定位標簽的三維坐標及相對位移測量模塊獲取所述采煤機的實時X向坐標值。

10.根據權利要求9所述的定位方法，其特征在于：基于三角煤切割原理，所述采煤機實時X向坐標值和Y向坐標值的計算方法為：

S41：當采煤機在端頭初始位置開始進刀割入煤壁時，根據端頭處的定位標簽的實時三維坐標（x1，y1，z1）與初始三維坐標（x，y，z）差值，獲取采煤機的前進距離d= y1-y；

S42：采煤機割入煤壁后，從端頭割向煤壁，通過相對位移測量模塊獲取所述采煤機的X向移動距離s，獲取采煤機的X向坐標值x0=x+s；Y向坐標值y0= y1=y+d，得到采煤機的二維坐標（x0，y0）；

然后根據步驟五獲取的采煤機的Z向坐標值z0，從而實時獲取采煤機的位置坐標（x0，y0，z0）；

S43：當采煤機割到端尾后，采煤機上下滾筒調換，重新開始切入煤壁，此時，根據端尾處的定位標簽實時坐標，采用步驟S41-S42及步驟五的計算方法，實時獲取采煤機的位置坐標（x0，y0，z0）。