[发明专利]一种采煤机滚筒自动调高系统

权利要求书

1.一种采煤机滚筒自动调高系统，其特征在于：包括定位定姿装置、工作面顺槽端头位置校准装置、工作面三维地质数字模型数据库和调高控制核心处理器，其中：

所述定位定姿装置，利用惯性导航元件和采煤机行走部轴编码器的组合，以实时测量采煤机在采煤机载体坐标系下的位置与姿态，并经过坐标转换将采煤机载体坐标系下的坐标转换为地理坐标系下的坐标，实现采煤机在地理坐标系下的位置与姿态的确定；

所述工作面顺槽端头位置校准装置，在巷道工作面两端头巷道内固定定位标签，当采煤机运动到工作面端头时，通过定位标签校正采煤机在回采过程中定位定姿装置的漂移误差，定位标签在地理坐标系下的坐标明确；

所述工作面三维地质数字模型数据库，利用工作面井探数据、巷探数据以及精细物探数据预先构建工作面三维地质数字模型，并将该工作面三维地质数字模型存储为数据库，该数据库中包含了工作面顶板在地理坐标系下的坐标、工作面底板在地理坐标系下的坐标，利用数据库中的数据为采煤机滚筒的自动调高提供参照；

所述调高控制核心处理器，将定位定姿装置和工作面顺槽端头位置校准装置输出的测量数据，与工作面三维地质数字模型相融合，获得采煤机所处位置的截割煤层厚度及其变化，以及包括煤层夹矸在内的地址环境参数，综合所得参数输出采煤机滚筒高度的调节参数，实时动态调节采煤机截割高度；

通过定位定姿装置和工作面顺槽端头位置校准装置确定采煤机在工作面地理坐标系下的位置与姿态，调高控制核心处理器根据采煤机坐标将其融合在工作面三维地质数字模型中，根据采煤机所处位置，在工作面三维地质数字模型中进行三维空间分析，得出采煤机所处位置的截割煤层厚度及其变化，结合包括煤层夹矸在内的地址环境参数，实时动态调整采煤机截割高度。

2.根据权利要求1所述的采煤机滚筒自动调高系统，其特征在于：在工作面顺槽端头位置校准装置中，定位标签采用红外标签、射频标签、无线通信标签或超宽带无线通信标签。

3.根据权利要求1所述的采煤机滚筒自动调高系统，其特征在于：调高控制核心处理器的自动调高原理为：

将工作面顶板采样点和工作面底板采样点在地理坐标系中的坐标记为(X_i^D,Y_i^D,Z_i^D)和(X_j^d,Y_j^d,Z_j^d)，将定位定姿装置确定的采煤机在地理坐标系中的坐标记为(X₀,Y₀,Z₀)，将采煤机滚筒的最高点和最低点在地理坐标系中的坐标记为(X_M,Y_M,Z_M)和(X_m,Y_m,Z_m)；

当采煤机的前滚筒运动到第i个采样点和第i+1个顶面采样点之间时，即X_i<X_M<X_i+1时，判断此时采煤机前滚筒最高点Z轴坐标Z_M与第i+1个顶面采样点Z轴坐标Z_i+1之间的大小和差值：若|Z_M-Z_i+1|≤0.1m，则采煤机前滚筒按照原来的高度继续截割；若|Z_M-Z_i+1|>0.1m，则需要对采煤机前滚筒的高度进行调整，具体分为两种情况：①若Z_M-Z_i+1>0.1m，则说明下一个顶面采样点处采煤机前滚筒最高点的高度将大于顶板最低点的高度，需要减小采煤机摇臂向上摆动的角度；②若Z_i+1-Z_M>0.1m，则说明下一个顶面采样点处采煤机前滚筒最高点的高度将小于顶板最低点的高度，需要增大采煤机摇臂向上摆动的角度；

当采煤机的后滚筒运动到第j个采样点和第j+1个底面采样点之间时，即X_j<X_m<X_j+1时，判断此时采煤机后滚筒最低点Z轴坐标Z_m与第j+1个底面采样点Z轴坐标Z_j+1之间的大小和差值：若|Z_m-Z_j+1|≤0.1m，则采煤机后滚筒按照原来的高度继续截割；若|Z_m-Z_j+1|>0.1m，则需要对采煤机前滚筒的高度进行调整，具体分为两种情况：①若Z_m-Z_j+1>0.1m，则说明下一个底面采样点处采煤机后滚筒最低点的高度将大于底板最高点的高度，需要增大采煤机摇臂向下摆动的角度；②若Z_j+1-Z_m>0.1m，则说明下一个底面采样点处采煤机后滚筒最低点的高度将小于顶板最高点的高度，需要减小采煤机摇臂向下摆动的角度。