[发明专利]一种基于三角煤切割原理的采煤机定位方法

权利要求书

1.一种基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、布置采煤机定位系统，并对采煤机定位系统组网，所述采煤机定位系统包括4个以上的非直线设置的定位基站，及分别设置在刮板运输机端头和端尾的、与定位基站相连的定位标签，还包括定位装置，及设置在采煤机上的相对位移测量模块，其中，定位装置分别与定位基站和定位标签相连，定位装置能够获取采煤机的相对位移测量模块的位移信息；

步骤二、定位装置获取各个定位基站的实际三维坐标；

步骤三、分别获取端头处和端尾处的定位标签测量的与各个定位基站的距离值，结合各个定位基站的三维坐标分别计算端头处定位标签的初始三维坐标（x，y，z）及端尾处的定位标签的初始三维坐标；

步骤四、在采煤机切割煤壁的过程中，基于三角煤切割原理，根据端头处或端尾处的定位标签及采煤机相对定位标签的相对位移获取采煤机的实时X向坐标值和Y向坐标值；

步骤五、通过端头和端尾的定位标签的Z向坐标值的差值获取采煤机的Z向坐标值，最终获取采煤机的实时位置坐标。

2.根据权利要求1所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：步骤五还包括步骤：定位装置根据采煤机的实时位置坐标，建立采煤机位置模型。

3.根据权利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：步骤一中，所述刮板运输机和采煤机两侧设有进风巷道和回风巷道，所述定位基站均匀设置在所述进风巷道和回风巷道中。

4.根据权利要求3所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：所述定位基站距离地面的高度各不相同。

5.根据权利要求3所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：所述刮板运输机的端头和端尾处的定位标签分别设置在进风巷道和回风巷道中，所述定位基站每侧设有4个以上，所述定位标签与同侧巷道的定位基站相连。

6.根据权利要求5所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：所述定位标签和定位基站分别设有测距模块和通讯模块，所述定位标签和定位基站分别通过通讯模块与定位装置相连，将所述定位标签信息及测距信息发送给定位装置，或者，所述定位标签通过通信模块将测距信息发送给定位基站，定位基站将测距信息或处理后的信息发送给定位装置。

7.根据权利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：所述定位基站为UWB定位基站，所述定位标签为UWB定位标签，UWB为超宽带。

8.根据权利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：步骤三中，当采煤机在端头初始位置时，端头处的定位标签分别依次与其中4个定位基站进行飞行时间TOF测距，得到与4个定位基站的距离值，结合4个定位基站的三维坐标利用4点定位算法计算出端头处的定位标签的初始三维坐标（x，y，z）；然后，根据其中4个定位基站与端尾处定位标签距离值，获取端尾处定位标签的初始三维坐标。

9.根据权利要求1或2所述的基于三角煤切割原理的采煤机定位方法，其特征在于：步骤四中，当采煤机由端头初始位置，向端尾方向实时移动时，根据端头处的定位标签的三维坐标获取采煤机的Y向坐标值，根据端头处定位标签的三维坐标及相对位移测量模块获取所述采煤机的X向坐标值；

当采煤机由端尾向端头方向实时移动时，根据端尾处的定位标签的三维坐标获取采煤机的实时Y向坐标值，根据端尾处定位标签的三维坐标及相对位移测量模块获取所述采煤机的实时X向坐标值。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于：基于三角煤切割原理，所述采煤机实时X向坐标值和Y向坐标值的计算方法为：

S41：当采煤机在端头初始位置开始进刀割入煤壁时，根据端头处的定位标签的实时三维坐标（x1，y1，z1）与初始三维坐标（x，y，z）差值，获取采煤机的前进距离d= y1-y；

S42：采煤机割入煤壁后，从端头割向煤壁，通过相对位移测量模块获取所述采煤机的X向移动距离s，获取采煤机的X向坐标值x0=x+s；Y向坐标值y0= y1=y+d，得到采煤机的二维坐标（x0，y0）；

然后根据步骤五获取的采煤机的Z向坐标值z0，从而实时获取采煤机的位置坐标（x0，y0，z0）；

S43：当采煤机割到端尾后，采煤机上下滚筒调换，重新开始切入煤壁，此时，根据端尾处的定位标签实时坐标，采用步骤S41-S42及步骤五的计算方法，实时获取采煤机的位置坐标（x0，y0，z0）。