[發明專利]一種鑿巖臺車的控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110116195.6
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112878981B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 劉送永;崔玉明;李思成;張德義;王愁;束正強;呂振禮;吳梓鍵;韓迪迪;孫敦凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州華峰測控技術有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B7/04;E21B7/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發明公開了一種鑿巖臺車的控制系統及控制方法，系統包括中央控制模塊，以及一一對應分別設置于各鑿巖臺車的本機控制系統，中央控制模塊包括控制中心模塊，各本機控制系統分別均包括工作單元、鑿巖臺車主控制器，工作單元包括監探單元、鉆孔單元、用于獲取鑿巖臺車前方的掌子面信息的布孔單元，并計算打孔位置及打孔順序生成打孔控制指令，各鑿巖臺車主控制器分別與其對應的監探單元、布孔單元、鉆孔單元通信連接，鑿巖臺車主控制器生成鉆臂控制指令，根據所述鉆臂控制指令控制鉆孔單元工作。本發明提供的控制系統及控制方法，能夠使得鑿巖臺車進行全自動化智能控制，具有分級式智能、更易聯動性，施工優質高效的優點。

技術領域

本發明涉及鑿巖工程控制技術領域，具體涉及一種鑿巖臺車的控制系統及控制方法。

背景技術

鑿巖臺車又稱鉆孔臺車，是鉆孔爆破巖石的主要設備之一，具有轉場靈活、作業高效、施工多樣化的特點。隨著煤礦工業的不斷發展，巖巷的快速掘進已成為高效礦井建設的關鍵，而且巖巷掘進機械化是實現快速掘進的有效途經。但目前鑿巖臺車的控制方式絕大部分是人工手動控制，導致了在施工過程中存在安全隱患、效率低下及巷道成型差、施工作業成本高等缺陷。

因此，目前亟需一種使鑿巖臺車智能地執行多道工序并將數據直觀地向用戶展示的技術方案。

發明內容

本發明的目的：提供一種減少人工控制、施工作業成本低的鑿巖臺車的控制系統及控制方法。

技術方案：本發明提供的智能鑿巖臺車的控制系統，用于控制至少一臺智能鑿巖臺車的運作；其特征在于，包括中央控制模塊，以及一一對應分別設置于各鑿巖臺車的本機控制系統；

中央控制模塊包括控制中心模塊；

各本機控制系統結構彼此相同，各本機控制系統分別均包括工作單元、鑿巖臺車主控制器；

工作單元包括監探單元、布孔單元、鉆孔單元；布孔單元，用于獲取鑿巖臺車前方的掌子面信息，進而計算打孔位置及打孔順序，生成打孔控制指令；掌子面信息包括掌子面形狀信息和尺寸信息；

控制中心模塊和各鑿巖臺車主控制器通信連接，各鑿巖臺車主控制器分別與其對應的監探單元、布孔單元、鉆孔單元通信連接；

鑿巖臺車主控制器，用于通過監探單元獲取鑿巖臺車地理位置信息、姿態信息、鑿巖臺車周圍環境信息，通過布孔單元獲取打孔控制指令，進而生成鉆臂控制指令，根據所述鉆臂控制指令控制鉆孔單元工作；鑿巖臺車主控制器，還用于獲取對應智能鑿巖臺車的工作狀態信息，將該工作狀態信息和鑿巖臺車周圍環境信息發送至控制中心模塊，控制中心模塊根據獲取的信息對鑿巖臺車進行監控。

作為本發明的一種優選方案，所述鉆孔單元包括鉆桿末端定位模塊、以及鉆臂；

鉆桿末端定位模塊包括設置在鑿巖臺車車身上的激光發射與接收裝置，以及設置在鉆桿末端與激光發射與接收裝置相對應的激光反射裝置；

激光發射與接收裝置包括激光測距儀，以及用于控制激光測距儀轉動的伺服電機；所述激光測距儀和伺服電機分別與鑿巖臺車主控制器通信連接；

伺服電機接收鑿巖臺車主控制器發送的鉆臂控制指令，并根據鉆臂控制指令控制激光測距儀轉動至預設角度，激光測距儀發射激光然后接收激光反射裝置反射的激光，根據接收激光的結果判斷鉆桿位置是否達到預設的鉆桿位置，將判斷結果實時反饋至鑿巖臺車主控制器。

作為本發明的一種優選方案，所述鉆孔單元還包括自動換鉆模塊、鉆臂控制模塊；自動換鉆模塊、鉆臂控制模塊分別和鑿巖臺車主控制器通信連接；

自動換鉆模塊，用于根據鑿巖臺車主控制器發送的鉆臂控制指令，換取對應的鉆桿；

鉆臂控制模塊，用于根據鑿巖臺車主控制器發送的鉆臂控制指令，控制鉆臂移動至預設鉆點位置。