[发明专利]掘进机巷道自适应截割系统及自适应遥控方法

权利要求书

1.掘进机巷道自适应截割遥控方法，其特征在于，包括：

构建巷道断面自适应截割数据库，接受并存储掘进指令；

软件应用系统，用于监测掘进机运行轨迹，监测掘进机截割头的伸缩油缸、回转油缸和升降油缸的伸缩量，存储掘进机整机及截割头的位姿及运行数据；

远程监控系统，实时显示掘进断面工作情况，提供对左右行走马达、左右星轮、运输、支撑和铲板的工作状态显示和控制；同时结合现场掘进机上PLC，完成远程有线控制操作巷道自适应截割作业。

2.如权利要求1所述的掘进机巷道自适应截割遥控方法，其特征在于：截割遥控方法步骤如下：

1)所述断面自适应截割数据库中输入巷道高度、巷道宽度、断面截割距参数，将上述参数储存在一个等待输入待截割断面参数的PLC嵌入式可编程控制器上；

2)所述断面自适应截割数据库在接受掘进指令参数后，生成一个断面截割程序；

3)远程监控系统采用激光测距传感器跟踪掘进机运行轨迹和位姿；采用拉线传感器跟踪掘进机截割头的伸缩油缸、回转油缸和升降油缸行程位置，生成关于掘进机整机及截割头的位姿测量程序；

4)所述的测量程序结合用于待截割断面尺寸的参数，被转换成与掘进作业相关的控制程序，并且，所述巷道断面参数在该控制程序运行时间时读入。

5)所述的掘进机整机位姿坐标的计算，由激光测距传感器测量激光导向仪发射的光斑，根据煤巷地质测绘机构提供的激光导向仪安装位置在大地坐标系中的绝对坐标和掘进机身感应标靶坐标的数据来确定掘进机需要调整的量；

6)所述的截割头位姿坐标的计算，由拉线传感器测量提供伸缩油缸、回转油缸和升降油缸的伸缩量确定截割头在水平和垂直平面内的摆动几何关系及位置；

7)所述的断面自适应截割控制程序，是在掘进机整机位姿调整好的基础上，根据断面参数，控制截割头循环摆动，截割出所需断面；

8)远程监控系统，对掘进机截割断面现场进行记录，并传递至后方的第二监视器；同时包括左右行走马达、左右星轮、运输、支撑和铲板的工作状态显示和控制；

9)所述的巷道断面自适应截割作业过程，采用远程监控系统结合现场掘进机上PLC，完成自动控制、软操作控制或手操作控制，上述三种控制方式均能够实现无扰动切换。

3.掘进机巷道自适应截割系统，其特征在于：包括：视频监视系统，低压电气控制系统，视频监视系统用以观察掘进机截割动作及截割断面情况，将摄像机获取的图像通过光端发射机将视频信号转化成光信号通过光纤传输出至远程监控站，监控站将光纤传输过来的光信号通过光端接收机转化成视频信号，再通过视频线的连接传到硬盘录像机和第一监视器中显示出来。

低压电气控制系统包括：低压电气箱、电气控制箱，低压电气箱中的PLC通过两芯通信线直接与电气控制箱中的PLC连接，低压电气箱中的PLC通过两芯通信线再与远程监控站的中心PLC其中一个串口端口连接。

4.如权利要求3所述的掘进机巷道自适应截割系统，其特征在于：视频监视系统包括：分别安装在掘进机截割部的两侧摄像机，摄像机与光端发射机通过视频线连接，光端机把视频信号转化成光信号通过光纤传输至远程监控站；掘进机顶部两侧分别激光测距传感器，掘进机各类油缸上分别安装有拉线传感器，掘进机上还分别设有比例阀控制器和压力传感器。

5.如权利要求3所述的掘进机巷道自适应截割系统，其特征在于：低压电气箱和电气控制箱均位于现场连续采煤机、掘进机本体上。

6.如权利要求3所述的掘进机巷道自适应截割系统，其特征在于，低压电气控制系统用于对掘进机或采煤机的油缸、马达及电机进行控制、检测和保护。

7.根据权利要3所述的掘进机巷道自适应截割系统，其特征在于，所述的电气控制箱部分负责对遥控系统的现场终端进行低压电气箱内保护报警信息、电机工作状态信息处理、液压系统的控制指令输入、远程上位机的操作命令响应。

8.根据权利要3所述的掘进机巷道自适应截割系统，其特征在于，所述远程监控站包括监控主机、远程PLC和硬盘录像机、操作按钮。