[发明专利]基于惯导系统的煤矿综采工作面自动调直系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于惯导系统的煤矿综采工作面自动调直系统及方法，包括顺槽主控计算机，无线通信基站，用于检测移架距离的行程传感器，设置在采煤机上的惯导系统和采煤机行走编码器。惯导系统将收到的采煤机行走编码器数据后生成采煤机位置信息后通过CAN网传输给顺槽主控计算机。顺槽主控计算机将收到的采煤机位置坐标信息生成采煤机行走轮廓曲线，计算出每个液压支架修正量和液压支架实际移架距离，通过CAN网将移架控制指令发送给每台液压支架上的电液控制器进行移架控制，完成综采工作面自动调直。本发明优点是操作简单、响应快、移架控制准确度高，不受综采工作面复杂环境如光照不足、煤尘大等的影响，抗干扰性强。

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，尤其是涉及基于惯导系统的煤矿综采工作面自动调直系统及方法。

背景技术

煤矿综采工作面的智能化、无人化是当前煤矿开采领域的发展趋势，而如何自动控制煤矿综采工作面具有较好的直线度一直是制约这一研究方向发展的核心难题。另外，根据《煤矿安全规程》规定，要求煤矿综采工作面实现“三直”，即保证液压支架、刮板输送机、煤壁为直线。由于采煤机安装在刮板输送机上，因此，刮板输送机的直线度保持要依靠液压支架调节，而液压支架能否精确调直的关键在于工作面的直线度检测和调直参数获取是否精确。因此，能否自动实现“三直”的关键是工作面的直线度检测技术和调直参数的获取。

近年来，国内一些企业和高校也相继推出了一些煤矿综采工作面调直系统及方法。中国发明专利(专利号：201711232670.6)公开了采用在工作面电缆槽边布置安装摄像头的快速巡检平台采集视频，再使用运动目标跟中算法，计算出视频采集装置的运动轨迹；但由于综采工作面存在光照不足、煤尘大的特点，导致图像处理技术很难在综采工作面应用，测量误差较大。中国发明专利(专利号：201910493976.X)公开了采用在综采工作面的每台液压支架上安装可旋转激光感应测距装置、在刮板机上安装激光感应接收装置来获取工作面液压支架与刮板机的直线度，此种方法安装设备较多，维护困难，工作面煤尘和煤层的起伏严重影响激光器测量，可靠性差。中国发明专利(专利号：201610128789.8)公开了采用超声波传感器完成刮板输机和煤壁之间距离的测量，来保证刮板输送机的直线度，但煤壁存在片帮和煤层松软的情况，会导致测量结果误差较大，造成设备过度弯曲损坏，同时刮板输送机与煤壁的距离也不能有效反应刮板输送机的直线度。

综上所述，现有的煤矿综采工作面调直系统及方法局限性大，受综采工作面光照不足、煤尘大、空间有限等复杂环境的限制，不能满足综采工作面智能化、自动化的要求，使得实际生产中煤矿综采工作面的调直还主要是依靠人工手动操作。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于惯导系统的煤矿综采工作面自动调直系统，本发明另一目的是提供该调直系统的调直方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的基于惯导系统的煤矿综采工作面自动调直系统，包括顺槽主控计算机，综采工作面无线通信基站，设置在每台液压支架上的行程传感器，以及设置在采煤机上的惯导系统和采煤机行走编码器；所述惯导系统通过无线方式与所述无线通信基站通信，无线通信基站通过CAN网与所述顺槽主控计算机通信，所述采煤机行走编码器通过有线方式与惯导系统通信并通过载波形式与顺槽主控计算机通信；顺槽主控计算机通过CAN网与每台所述液压支架上的电液控制器通信，所述电液控制器用于接收顺槽主控计算机发送的控制指令对液压支架进行控制。

本发明所述煤矿综采工作面自动调直系统的调直方法，包括下述步骤：

步骤1，惯导系统模型建立：

步骤1.1,在所述采煤机机身外部的中间位置处安装所述惯导系统，将该安装位置设定为原点O；