[发明专利]一种爆破孔装药自动寻孔方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种炸药装填爆破孔装药自动寻孔技术领域，尤其涉及一种爆破孔装药自动寻孔方法、装置和系统。

背景技术

目前，国内地下矿山爆破开采多采用无底柱分段崩落的方法来进行矿山爆破，矿山爆破的爆破孔多为上仰扇形布置，爆破孔的深度最深达到30多米，爆破孔分布的作业面凸凹不平，且不规则，炸药装填的作业面视线差、狭窄潮湿，且有片顶冒帮的安全风险，目前广泛采用的人工装药爆破方式，劳动强度大，作业人员多，作业效率低，本质安全性差。国外NORMET等公司已成功研制了自动送管系统，即采用地下装药车自动送管技术进行自动送管，但在向爆破孔送管前，仍需人工辅助对爆破孔进行定位，作业的安全性和效率仍未得到完全改善。

发明内容

本发明提供一种爆破孔装药自动寻孔方法、装置和系统，用于解决现有技术中劳动强度大，作业人员多，作业效率低，且安全性差的问题。

本发明的第一个方面是提供一种爆破孔装药自动寻孔方法，包括：

控制平台接收预置在爆破孔周围的信号接收器所发送的第一组参数，所述第一组参数包括：预置在爆破孔圆截面法向方向上的爆破孔口孔标发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，所述信号发送时间为所述孔标发射器向所述信号接收器发送超宽带UWB探测信号的时间；所述信号接收时间为所述信号接收器接收所述UWB探测信号的时间；

所述控制平台接收所述信号接收器所发送的第二组参数，所述第二组参数包括：预置在装药车机械臂前端的臂端发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间；

所述控制平台根据所述爆破孔口孔标发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，所述机械臂前端的臂端发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，以及所述信号接收器的位置信息，推算出所述机械臂相对于所述爆破孔的相对三维坐标和相对位姿信息；

所述控制平台根据所述机械臂相对于所述爆破孔的三维相对坐标和相对位姿信息，对所述机械臂各关节的伸缩长度和转动角度进行解算、调控，以使所述装药车机械臂上的输药软管能够对准所述爆破孔。

本发明的另一个方面提供一种爆破孔装药自动寻孔装置，包括：

接收模块，用于接收预置在爆破孔周围的信号接收器所发送的第一组参数，所述第一组参数包括：预置在爆破孔圆截面法向方向上的爆破孔口孔标发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，所述信号发送时间为所述孔标发射器向所述信号接收器发送超宽带UWB探测信号的时间；所述信号接收时间为所述信号接收器接收所述UWB探测信号的时间；

所述接收模块，还用于接收所述信号接收器所发送的第二组参数，所述第二组参数包括：预置在装药车机械臂前端的臂端发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间；

计算模块，用于根据所述孔标发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，所述机械臂前端的臂端发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，以及所述信号接收器的位置信息，推算出所述机械臂相对于所述爆破孔的相对三维坐标和相对位姿信息；

解算调控模块，用于根据所述机械臂相对于所述爆破孔的相对三维坐标和相对位姿信息，对所述机械臂各关节的伸缩长度和转动角度进行解算、调控，以使所述装药车机械臂上的输药软管能够对准所述爆破孔。

本发明的又一个方面提供一种爆破孔装药自动寻孔系统，包括：

孔标发射器、臂端发射器、信号接收器、如上所述的爆破孔装药自动寻孔装置；

所述爆破孔装药自动寻孔装置，用于接收预置在爆破孔周围的所述信号接收器所发送的第一组参数，所述第一组参数包括：预置在爆破孔圆截面法向方向上的所述爆破孔口孔标发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，所述信号发送时间为所述孔标发射器向所述信号接收器发送超宽带UWB探测信号的时间；所述信号接收时间为所述信号接收器接收所述UWB探测信号的时间；

所述爆破孔装药自动寻孔装置，还用于接收所述信号接收器所发送的第二组参数，所述第二组参数包括：预置在装药车机械臂前端的所述臂端发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间；

所述爆破孔装药自动寻孔装置，还用于根据所述爆破孔口孔标发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，所述机械臂前端的臂端发射器的信号发送时间以及对应的信号接收器的信号接收时间，以及所述信号接收器的位置信息，推算出所述机械臂相对于所述爆破孔的相对三维坐标和相对位姿信息；