[发明专利]井下挖掘机及挖掘方法

权利要求书

1.一种井下挖掘机，所述井下挖掘机包括双目测量模块、挖掘模块、可移动模块和控制模块，其特征在于，

所述双目测量模块包括，

第一拍摄单元，其拍摄待挖掘对象的第一图像信息，

第二拍摄单元，其拍摄待挖掘对象的第二图像信息，

双目图像处理单元，其连接所述第一拍摄单元和第二拍摄单元，所述双目图像处理单元基于所述第一图像信息和第二图像信息生成待挖掘对象的位置信息，

挖掘模块包括，

回转机构，其可转动地支承在所述可移动模块上，

液压单元，提供液压动力的液压单元布置在所述回转机构上，

第一臂，其可转动连接所述回转机构，设在回转机构的第一臂油缸连接并致动所述第一臂，

第二臂，其经由旋转油缸可转动连接所述第一臂，设在第一臂的第二臂油缸连接在所述旋转油缸与第一臂之间以致动所述第二臂，

第三臂，其可转动连接所述第二臂，设在第二臂的第三臂油缸连接并致动所述第三臂，

挖掘斗，其可转动连接所述第三臂，其中，挖掘斗经由连杆连接弧形连接件，所述弧形连接件连接所述第三臂，设在第三臂的挖掘斗油缸连接并致动所述连杆，使得所述弧形连接件和连杆调节挖掘斗的挖掘角度，

可移动模块包括，

履带，

张紧轮，张紧所述履带的张紧轮连接驱动张紧轮的张紧油缸和测量张紧力数据的张紧力传感器，

控制模块，其连接双目图像处理单元和液压单元，所述控制模块包括计算单元和生成控制命令的处理单元，

响应于张紧力数据，计算单元计算待施加的张紧力，处理单元基于所述待施加的张紧力生成张紧信号到所述液压单元，液压单元通过回转机构液压连接张紧油缸的输入端以对张紧轮可控地张紧，

响应于所述位置信息，计算单元计算回转机构、第一臂油缸、第二臂油缸、第三臂油缸、挖掘斗油缸和旋转油缸的液压力，处理单元发出液压信号到所述液压单元以驱动所述回转机构、第一臂油缸、第二臂油缸、第三臂油缸和旋转油缸使得所述挖掘斗距离所述待挖掘对象预定距离，所述液压单元驱动挖掘斗油缸，使得所述弧形连接件和连杆致动所述挖掘斗以预定的挖掘角度对准所述待挖掘对象。

2.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：所述液压单元驱动挖掘斗油缸，使得所述弧形连接件和连杆致动所述挖掘斗以预定的挖掘角度挖掘所述待挖掘对象且当完成挖掘时，所述液压单元驱动挖掘斗油缸，使得所述弧形连接件和连杆致动所述挖掘斗水平地保持待挖掘对象。

3.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：所述可移动模块包括导航单元，响应于位置信息，所述导航单元引导可移动模块移动到距离待挖掘对象的可操作位置，所述挖掘模块正对所述待挖掘对象。

4.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：第一拍摄单元和/或第二拍摄单元可转动地固定在所述挖掘模块上。

5.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：所述控制模块优先控制所述旋转油缸的转动以调节横向角度，所述旋转油缸驱动所述第二臂相对于所述第一臂转动-180到180度。

6.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：所述弧形连接件的弧形圆心方向朝向挖掘斗，且所述弧形连接件的弧度设置成使得挖掘斗的挖掘齿朝向处于垂直向下到垂直向上之间。

7.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：所述井下挖掘机还包括推土装置，所述推土装置包括推土铲、推土铲连接架和推土铲油缸，所述推土铲油缸分别与可移动模块和推土铲轴连接；推土铲连接架分别固定连接推土铲和可移动模块。

8.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：可移动模块包括引导轮、托链轮、底盘架、支重轮、驱动减速机和履带，所述张紧轮布置在所述底盘架和履带之间，所述液压单元经由电力驱动单元和/或内燃机驱动单元驱动。

9.根据权利要求1所述的井下挖掘机，其特征在于：井下挖掘机还包括可拆卸的锚杆钻臂、破碎锤、液压剪和/或机械手。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的井下挖掘机的挖掘方法，其包括以下步骤：

第一步骤(S1)，拍摄待挖掘对象的第一图像信息，拍摄待挖掘对象的第二图像信息，基于所述第一图像信息和第二图像信息生成待挖掘对象的位置信息，测量张紧轮的张紧力数据，

第二步骤(S2)，响应于张紧力数据，计算待施加的张紧力，基于所述待施加的张紧力,液压单元通过回转机构液压连接张紧油缸的输入端以对张紧轮可控地张紧，

第三步骤(S3)，响应于所述位置信息，计算回转机构、第一臂油缸、第二臂油缸、第三臂油缸、挖掘斗油缸和旋转油缸的液压力，液压单元驱动所述回转机构、第一臂油缸、第二臂油缸、第三臂油缸和旋转油缸使得所述挖掘斗距离所述待挖掘对象预定距离，液压单元驱动挖掘斗油缸，使得所述弧形连接件和连杆致动所述挖掘斗以预定的挖掘角度对准所述待挖掘对象。