[实用新型]掘进机

说明书

本实用新型提出了一种掘进机，包括：本体部、行走部、截割部、惯性导航系统、传感器组件、动作执行系统、控制器以及设于本体部的顶部的激光雷达，激光雷达用于发出多束激光扫描截割工作面，以获取截割工作面的点云数据；控制器用于根据惯性导航系统获取的导航信息、传感器组件获取的位移信息和移动角度，以及激光雷达获取的点云数据，控制动作执行系统的动作。通过本实用新型的技术方案，激光雷达能够发射多束激光，多角度扫描截割工作面，替代人工测量，降低了安全风险，并结合惯性导航系统、传感器组件的检测结果，使掘进机的位置、姿态、速度等参数能够相互印证和融合，减小误差，提升截割工作的准确性和可靠性。

技术领域

本实用新型涉及工程设备技术领域，具体而言，涉及一种掘进机。

背景技术

目前，惯性导航系统已经逐步应用在国内外煤矿深井挖掘设备中，巷道工矿环境复杂，使惯性导航系统的应用条件越来越苛刻。由于掘进巷道深度大，设备振动强度高，对设备的定位定向造成了困难，另外，掘进机截割工作时向前行走，在遇到硬岩截割时较大的反作用力使机身出现打滑、横滚等现象，易造成定位定向的较大误差，如果依靠人工测量进行对点修正操作，误差较大，容易在截割时出现超挖、欠挖现象，且危险系数高；通过激光测距传感器测量掘进机前进距离、截割深度等数据时，由于掘进机出现往复、打滑、横滚等复杂的运动，单一激光束容易打偏造成数据丢失，而且巷道两侧和截割工作面的凹凸不平也增加了测量误差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种掘进机。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种掘进机，包括：本体部；行走部，设于本体部的底部，行走部用于移动本体部；截割部，设于本体部的前侧，截割部的前端设有截割头；惯性导航系统，设于本体部上，惯性导航系统用于获取掘进机的导航信息；传感器组件，包括多个传感器，多个传感器分散地设于本体部上，传感器组件至少用于获取掘进机的位移和移动角度；安装部，设于本体部的顶部；三脚架，设于安装部的顶部；激光雷达，设于三脚架上，激光雷达用于发出多束激光扫描截割头前方的截割工作面，以获取截割工作面的点云数据；动作执行系统，设于本体部上，并与截割部和行走部连接；控制器，与惯性导航系统、传感器组件、激光雷达和动作执行系统均电连接，控制器用于根据惯性导航系统获取的导航信息、传感器组件获取的位移信息和移动角度，以及激光雷达扫描的点云数据，控制动作执行系统的动作。

在该技术方案中，在掘进机的本体部上设置激光雷达，从而可以将激光雷达应用在了掘进机上，通过激光雷达扫描截割工作面，可以获取到截割工作面的点云数据，从而可以替代人工测量，根据点云数据实现对点修正，减少了由人工进行测量带来的安全风险；进一步地，通过对点修正，并结合惯性导航系统、传感器组件的检测结果，使掘进机的位置、姿态、速度、角度等参数能够相互印证和融合，减小定位定向误差，提升截割工作的准确性和可靠性，减少超挖、欠挖的现象；进一步地，激光雷达能够发射多束激光，从而能够从更多的角度扫描截割工作面，增加截割工作面的点云数据的丰富性，从而进一步增加掘进机定位定向的准确度。

通过设置三脚架在安装部的顶部，便于减少对掘进机内部空间的占用，且激光雷达的位置较高，使激光具有更好的发射角度，也不易受到掘进机上的部件的遮挡和干扰，还可以减少对掘进机自身结构的改动，激光雷达的位置易于调整，而且采用三脚架支撑激光雷达，重量轻，结构简单而稳定。

在上述技术方案中，激光雷达包括发射部、接收部和信息处理部，发射部用于发射激光，接收部用于接收截割工作面的反射激光，信息处理部用于根据反射激光，生成截割工作面的点云数据。

在上述技术方案中，发射部包括：激光器、激励源、光束控制器、发射光学系统和激光调制器，激励源与激光器连接，并激发激光器产生激光，激光调制器用于控制发射光学系统发射激光，以及控制光束控制器调节激光的发射方向和发射数量。