[發明專利]煤礦井下開采工作面三維模型還原方法

有效

• 申請號: 202110346187.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113033006B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 李國威;李權;馬勇超;席亞飛;朱朋飛;李紅衛
• 申請（專利權）人: 鄭州恒達智控科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21F17/00;E21F17/18
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華;韓鵬程

1.一種煤礦井下開采工作面三維模型還原方法，其特征在于：包括下述步驟：

S1，通過對采煤機、刮板運輸機和液壓支架的動作部件進行掃描測量，獲取所述采煤機、刮板運輸機和液壓支架的數字化信息；利用Unity3D開發平臺數據仿真軟件對采煤機、刮板運輸機和液壓支架的各動作部件進行三維還原，繪制出采煤機、刮板運輸機和液壓支架的三維仿真模型；按照采煤機、刮板運輸機和液壓支架的裝配規則及動作規則進行拼接，為各個所述動作部件提供相應的數據點接口，用以數據驅動各個動作部件；

S2，在Unity3D開發平臺數據仿真軟件中，根據實際開采工作面建立三維虛擬空間模型，在所述三維虛擬空間模型的坐標系中，依據所述實際開采工作面的需求添加虛擬液壓支架數量，并按照實際開采工作面采煤機、刮板運輸機和液壓支架的實際空間位置進行擺放；依據采煤機、刮板運輸機和液壓支架之間的相互依賴關系對邏輯結構進行設計，用以滿足后續數據驅動時的動作需求；

S3，在液壓支架的底座、連桿、尾梁、頂梁以及護幫板上安裝傾角傳感器，對液壓支架姿態信息進行采集；在液壓支架的立柱上安裝紅外接收裝置，通過與紅外發射裝置配合確定采煤機所在位置對應的液壓支架編號；在液壓支架立柱底端安裝壓力傳感器對頂梁壓力進行檢測；在所述底座中的推移千斤頂內部安裝位移傳感器，用以檢測推溜和移架距離；在采煤機機身和左右搖臂之間安裝軸編碼器，用以測量搖臂與采煤機機身之間的夾角；在采煤機機身中間部位安裝紅外發射裝置，通過其與所述紅外接收裝置相互配合確定采煤機位置；在采煤機和刮板運輸機連接處安裝位置編碼器，用以測量采煤機在刮板運輸機所提供的軌道上行走距離；通過電流檢測裝置檢測采煤機和刮板運輸機的工作電流；

S4，主控計算機和支架控制器實時接收所述各傾角傳感器、紅外發射和紅外接收裝置、壓力傳感器、位移傳感器、軸編碼器、位置編碼器和電流檢測裝置所采集的數據并進行去噪、計算處理，從而得到用來驅動三維虛擬空間模型的驅動數據；

S5，將所述驅動數據與三維虛擬空間模型中的虛擬采煤機、虛擬刮板運輸機和虛擬液壓支架相應驅動數據點進行綁定；當煤礦井下實際開采工作面進行動作時，所述主控計算機和各支架控制器實時將驅動數據反饋給三維虛擬空間模型，控制所述三維仿真模型中相應的虛擬采煤機、虛擬刮板運輸機和虛擬液壓支架進行同樣的動作，從而實時反映煤礦井下實際開采工作面的真實狀態。