[發明專利]一種音頻、高光譜、相機融合的煤巖識別裝置及方法

在審

• 申請號: 202310414306.0
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116576363A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 劉萬里;慕夢強;葛世榮;王世博;王浩宇
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F16M11/38
• 分類號: F16M11/38;B65G43/08;B65G19/18;G06F18/25;G06V10/12;G06V10/40;G06V10/58;G06V10/82;G06N3/0464;G06N3/08;F16M11/04;G01N21/84
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發明公開了一種音頻、高光譜、相機融合的煤巖識別裝置及方法，屬于煤巖識別技術領域。包括移動小車平臺、圓臺旋轉平臺、液壓升降系統、機械臂擺動機構、音頻、高光譜、相機融合檢測平臺；移動小車平臺包括底部車輪、側邊車輪、車底板；圓臺旋轉平臺由一個可旋轉的圓臺構成；液壓升降系統包括上下底板、液壓油缸、剪式伸縮架、支撐桿件；機械臂擺動系統由機械臂底座、兩個擺動機械臂組成；音頻、高光譜、相機融合檢測平臺由音頻拾音器、高光譜傳感器、相機組成。通過將音頻探測數據、光譜探測數據、相機探測數據進行數據融合，既保證了煤巖界面識別精度，又增加了識別范圍。

【技術領域】

本發明涉及一種音頻、高光譜、相機融合的煤巖識別裝置及方法，適用于煤礦井下，屬于煤巖識別技術領域。

【背景技術】

煤巖界面識別技術在煤炭產業的發展中占據著重要的地位，煤巖界面的智能識別問題一直以來都是制約煤炭智能化開采的重大難題。煤巖界面識別可以為采煤機截割提供軌跡控制約束，使采煤機貼近煤層邊界進行截割作業，從而實現提高煤炭回采率。

但在實際的煤礦開采中，煤層的賦存條件特別復雜，在不同的采區煤層的賦存情況有很大的差別，煤層中會出現矸石，斷層，褶皺等各種情況。這就需要煤巖界面識別技術需要滿足精準快速且非接觸式的要求，而現有的煤巖識別探測技術容易收到各種環境因素的干擾，且不具有普適性，無法在不同的采區使用。

【發明內容】

針對上述技術的不足之處，提供一種音頻、高光譜、相機融合的煤巖識別裝置及方法。通過該裝置與方法，可以提高煤巖識別的精準度，且不易受環境的干擾，可在煤層賦存條件復雜的采區使用。

為實現上述技術目的，本發明公開一種音頻、高光譜、相機融合的煤巖識別裝置，其包括移動小車平臺，在移動小車平臺上方設有圓臺旋轉平臺，圓臺旋轉平臺上設有液壓升降系統，液壓升降系統上設有機械臂擺動機構，機械臂擺動機構的上方設有音頻、高光譜、相機融合檢測平臺；移動小車平臺上還設有遠程控制圓臺旋轉平臺、液壓升降系統、機械臂擺動機構移動的控制系統，同時設有將音頻、高光譜、相機融合檢測平臺檢測數據進行傳輸的數據系統；

移動小車平臺包括車底板，車底板下方通過支撐架連接有四個用以扣合刮板輸送機的刮板槽的底部車輪、以及四個水平設置與底部車輪匹配扣合刮板輸送機側邊的側邊車輪，通過底部車輪、側邊車輪與刮板輸送機的共同約束確保移動小車平臺在刮板輸送機上平穩運行；

圓臺旋轉平臺包括可旋轉的圓臺；

液壓升降系統包括下底板和上頂板，下底板與上底板之間設有剪式伸縮架，剪式伸縮架的橫桿與下底板之間設有用以提供支撐力的液壓油缸，用于控制剪式伸縮架進行伸縮；

機械臂擺動機構包括底座，底座上通過圓柱銷連接有下搖臂，下搖臂的端部通過圓柱銷連接有上搖臂，音頻、高光譜、相機融合檢測平臺設置在上搖臂端部，底座與液壓升降系統的上頂板之間通過螺栓相連；

音頻、高光譜、相機融合檢測平臺包括高光譜傳感器、相機、音頻拾音器；利用高光譜傳感器獲取光譜探測數據，利用相機獲取煤巖圖像數據，利用音頻拾音器獲取音頻探測數據；

車底板上設有驅動圓臺旋轉平臺轉動、液壓升降系統升降調整位置、機械臂擺動機構移動的電控系統。

進一步，圓臺旋轉平臺位于液壓升降系統與移動小車平臺之間，由一個可旋轉的圓臺構成，其可在水平面內進行360°的旋轉，從而帶動整個裝置在水平方向上進行角度的調節。

進一步，液壓升降系統位于圓臺旋轉平臺與機械臂擺動機構之間，通過控制液壓缸做往復直線運動，從而帶動伸縮架的支撐桿件運動，實現液壓升降系統的上頂板的升高與降低，從而帶動機械臂擺動機構進行高度上的調節。