[发明专利]综掘机械装备的自动导航控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种综掘机械装备的自动导航控制系统，其特征在于，包括固定于综掘机机身之上的IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）、安装于掘进机的机身内的自动导航控制系统计算机（3）、设置在综掘机内部的综掘机机身和炮头控制油路（4）、设置在综掘机驾驶位左侧的综掘机报警系统（5）；

IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）、自动导航控制系统计算机（3）及综掘机机身和炮头控制油路（4）为输出部件，IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）检测综掘机机身的位姿实时数据，综掘机机身和炮头控制油路（4）发出的控制指令，均与自动导航控制系统计算机（3）保持实时通讯；IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）同样也是输入部件，监测综掘机机身的位姿变化信号，自动导航控制系统计算机（3）为自动导航控制系统中间部分，负责接受IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）发出的信号，并与综掘机机身和炮头的控制油路（4）和综掘机报警系统（5）保持通讯联系，形成闭环控制系统。

2.一种如权利要求1所述的综掘机械装备的自动导航控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，向自动导航控制系统计算机（3）导入预设的巷道掘进轨迹，确定测量基准点，并以该点为基准，调整综掘机的初始姿态，以保证机身、炮头纵轴方向中心线与设计掘进轨迹的中心线基本重合于一条直线；

然后，IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）接受数据,获取综掘机及其炮头的实时位置、位姿信息、并将信号发送至自动导航控制系统计算机（3）；

最后，自动导航控制系统计算机（3）将实时掘进轨迹在控制软件中计算,并以数字和图形的形式显示在计算机的屏幕上，自动导航控制系统的控制软件中包含综掘机机身位姿的误差计算与补偿模块，补偿模块在综掘机机身位姿误差累计到一定值时，通过控制软件中包含的IMU惯性测量单元（1）和里程计（2）的数学模型，计算相应的误差补偿量，对综掘机机身和炮头位姿进行相应的调整控制；

同时自动导航控制系统计算机（3）实时地监测综掘机炮头的截割角度，进行炮头的边界控制：

当炮头接近设计的煤壁截割边界时，自动导航控制系统计算机（3）向综掘机报警系统（5）发出信号，综掘机报警系统（5）发出灯光和声音报警；

当炮头越界截割时，自动导航控制系统计算机（3）向综掘机机身和炮头控制油路（4）发出信号，其控制油路自动锁死，并进行相应地回调，保证煤壁的截割整齐。