[發明專利]一種懸臂縱軸式掘進機斷面自動成形截割運動優化方法

有效

• 申請號: 202110244082.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112983412B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 沈剛;朱真才;湯裕;李翔;江紅祥;張國泰;柏德恩;許少毅;劉送永;王威
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C25/18
• 分類號: E21C25/18;E21C29/22;E21C35/00;E21F17/18;E21F17/00;G06Q50/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李翩

本發明公開了一種懸臂縱軸式掘進機斷面自動成形截割運動優化方法，在巷道內建立5個坐標系，通過截割頭的第i個截齒在O₃?X₃Y₃Z₃坐標系中的坐標計算截割頭第i個截齒在O₀?X₀Y₀Z₀坐標系中的坐標，分別采用高階多項式過渡線性插值法對截割頭水平運動時軌跡規劃和采用組合正弦函數曲線對截割頭非水平運動時軌跡規劃，然后根據巷道斷面的形式，確定巷道斷面上各個拐點在截割路徑中的坐標序列。本發明針對不同巷道斷面類型的S型截割路徑拐點位置提出了修正方法，該方法能夠進一步地提高斷面的成形精度，且易于在斷面自動成形控制系統中用程序實現。

技術領域

本發明涉及自動化掘進裝備技術領域，具體涉及一種懸臂縱軸式掘進機斷面自動成形截割運動優化方法。

背景技術

煤炭是人類生產生活中不可或缺的能量來源之一，煤炭的供應關系著我國工業乃至社會方方面面的發展。過去受落后的開采技術限制，礦井塌方事故時有發生，井下煤礦工人的生命安全受到嚴重威脅。隨著我國經濟實力的不斷增長以及國家對煤礦采掘裝備的重視，并對相關領域進行科技攻關立項和研發資金投入，我國煤礦采掘裝備技術近些年得到了顯著的提升，與國外同類型產品差距也正逐步縮小。伴隨著人工智能時代的到來，結合5G技術等，未來的煤礦采掘裝備朝著無人化、數字化的發展趨勢愈發明顯。

懸臂縱軸式掘進機屬于掘進機中的一種，主要用于煤層、半煤巖層工作斷面的開挖，以形成特定的巷道斷面，為后續回采做準備。隨著回采工作面綜合采煤機械化的快速發展，礦井對煤巖巷道掘進速度的也要求越來越高，當前依靠工人通過目測和手動操作機器來控制截割頭的運動，受工人技術水平和周邊工作環境的限制，這種方式經常出現斷面超挖或欠挖的情況，截割斷面的成形質量效果不佳，效率低的同時也影響施工進度。

發明內容

為了提高自動化截割過程的平穩性和巷道斷面成形的質量，本發明提供一種懸臂縱軸式掘進機斷面自動成形截割運動優化方法。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種懸臂縱軸式掘進機斷面自動成形截割運動優化方法，包括如下步驟：