[发明专利]一种液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统及其应用

权利要求书

1.一种液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，包括拍照测距装置、控制器、第一标志物和第二标志物；第一标志物设置在刮板输送机上，拍照测距装置、控制器和第二标志物设置在液压支架上，拍照测距装置和控制器安装在旋转机构上，通过旋转机构实现拍照测距装置的转动；

拍照测距装置包括摄像机、红外线距离传感器和照明灯，摄像机、红外线距离传感器、照明灯和控制器由上而下依次安装在旋转机构上，其中，摄像机和红外线距离传感器均与控制器连接；

通过红外线距离传感器采集液压支架上的摄像机与煤壁的距离，通过摄像机拍摄第一标志物，并使用算法将第一标志物的大小转化为摄像机到第一标志物的距离，将摄像机与煤壁的距离以及摄像机到第一标志物的距离传输给控制器，控制器控制刮板输送机与液压支架的移动和调直。

2.如权利要求1所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述旋转机构包括立柱、台座和电动机，立柱安装在台座顶端，电动机安装在台座一侧，电动机的输出轴与立柱之间通过相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮实现传动连接，第一锥齿轮和第二锥齿轮位于台座内。

3.如权利要求2所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述摄像机、红外线距离传感器、照明灯和控制器上下之间通过安装隔板连接，并整体安装在立柱顶端。

4.如权利要求2所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述台座通过安装座固定安装在液压支架上。

5.如权利要求1所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述第一标志物包括方板和磁铁块，方板一侧的四个边角处设置有凹槽，磁铁块嵌入凹槽内，方板另一侧设置有脚垫。

6.如权利要求1所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述第二标志物包括底座、支架、安装板和标志牌，安装板与标志牌焊接，安装板通过螺钉安装在支架顶端，支架底端安装在底座上，底座内设有磁铁。

7.如权利要求6所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述标志牌包括方形或三角形。

8.如权利要求1所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统，其特征在于，所述摄像机安装在液压支架的中心线上，且摄像机的镜头中心与第一标志物的中心保持在同一水平线上，第二标志物对称分布在中心线的两侧。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的液压支架自动调直系统及刮板输送机随从调直系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

液压支架自动调直工作过程：

1)通过红外线距离传感器测量端部液压支架到煤壁的距离，确定液压支架应移动的距离，并将距离信息传输给本架控制器以及其他液压支架的控制器；

2)开始移架前，每台液压支架上的摄像机拍摄后面相邻液压支架上的第二标志物，并将拍摄的图片保存到控制器，以供后续对比使用；

3)按照步骤1)确定的移动距离，液压支架上的控制器控制本液压支架进行距离移动；当后面一台液压支架到达位置后，前一台液压支架上的摄像机拍摄后面一台液压支架上的第二标志物，并将拍摄的图片进行保存；

4)通过算法处理移架前后拍摄的两张图片，找出两张图片中的各个标志牌，记录下各个标志牌在图片中的位置信息，然后计算出移架后各个标志牌相对于图片中原本的位置而言所发生的位移和偏移角度，并保存这些特征信息；

5)将步骤4)保存的位移和偏移角度信息输入控制器内的算法模型，算法模型将预测结果分为对齐和未对齐；

当结果为对齐时，将结果反馈至下一台液压支架的控制器，下一台液压支架开始进行移架，实现工作面移位；

或

当结果为未对齐时，模型会预测液压支架应该移动的距离和方向并将结果反馈至控制器，控制器控制液压支架再次移架，实现调直；

当前后两台液压支架完成移位和调直作业后，紧接着刮板输送机进行随从调直工作过程：

6)红外线距离传感器测量移架后的液压支架和煤壁之间的距离，摄像机拍摄安装在刮板输送机上的第一标志物图片，通过算法算出图片中第一标志物的大小，将第一标志物大小转换成第一标志物与摄像机之间的距离；移架后液压支架上的摄像机和煤壁的距离减去移架后第一标志物与摄像机之间的距离得到第一标志物与煤壁之间的距离，即确定本段刮板输送机应当移动的距离，控制器控制液压支架将本段刮板输送机推溜出相应距离；

7)完成推溜后摄像机拍摄安装在刮板输送机上的第一标志物，算法算出第一标志物与液压支架的距离，本段液压支架的控制器与首先完成推溜动作的端部液压支架的控制器取得通信，端部液压支架的控制器通过相同方法获得端部液压支架与其刮板输送机的距离，并传给本架控制器，用来比较本段液压支架与刮板输送机的距离，即可判断两段刮板输送机是否对齐；

8)算法模型判断刮板输送机未对齐时，测算出本段刮板输送机相对于端部刮板输送机的偏差方向和距离，反馈给本段液压支架的控制器，控制器根据反馈结果控制本段液压支架对刮板输送机再次进行推溜动作，重复步骤7)-8)；

9)以此类推，重复步骤3)-8)，直至所有液压支架和刮板输送机完成移位和调直。