[发明专利]一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统及方法

说明书

本发明属于煤矿掘进装备控制技术领域，提供了一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统及方法，解决了现有技术中由于掘进工作面的复杂作业特性导致掘进工作面自动化协同控制存在诸多问题的不足。UWB测距传感器和超声波测距传感器将所测到的距离值通过单机设备控制器传输至集中控制器，RGB‑D深度相机将所测到的距离值及视频画面通过人机交互工控机传输至集中控制器；集中控制器将单机设备的工作状态、跟随行走总体状态和位置信息传输至人机交互工控机，人机交互工控机将设置参数信息传输至集中控制器，集中操作面板具有用于实现跟随行走控制的开关量按钮、旋钮、平面按键和模拟量手柄，集中控制器将单机设备的行走指令传输至单机设备控制器。

技术领域

本发明属于煤矿掘进装备控制技术领域，具体涉及一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统及方法。

背景技术

煤矿掘进工作是煤炭开采的首要环节和必要步骤，近年来随着煤矿智能化技术的发展和相关政策的提出，对于煤炭掘进智能化的要求逐年上升。当前，煤矿的掘进工作面已经普遍采用具备掘、支、运平行作业的快速掘进成套装备，常见的如掘锚一体机、锚杆转载机、迈步自移机尾和可弯曲皮带等，快速掘进成套装备按类型和排列顺序可归纳为掘进设备，锚护设备和后配套设备，掘进工作面智能化建设的重要内容之一便是实现掘进工作面成套设备的自动化协同控制。掘进工作面的装备种类繁多，作业工艺复杂，且掘进工作面往往存在着高瓦斯，多水，片帮等复杂地质条件和环境，实现掘进工作面自动化协同控制存在着诸多问题，需要针对性的设计。

掘进工作面快速掘进成套装备多数为移动装备，且随着掘进工作的行进，需要不断进行移动，因此实现掘进作业时成套装备自动跟随行走是提高煤矿开采作业效率的必要前提和保障。煤矿掘进工作面快速掘进成套装备的跟随行走，并非单一的前机动作，后机跟随行走自动化工序，由于掘进工作面的复杂作业特性，因此如何实现快速掘进成套装备的跟随行走，是掘进工作面智能化开采的一大难题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中由于掘进工作面的复杂作业特性导致掘进工作面自动化协同控制存在诸多问题的不足，提供了一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统及方法，

本发明采用如下的技术方案实现：一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统，包括位置感应单元、控制单元和冗余网络通讯单元；位置感应单元包括UWB测距传感器、超声波测距传感器和RGB-D深度相机，其中UWB测距传感器用于测量相邻单机设备的距离，超声波测距传感器用于测量单机设备与煤矿巷道侧帮的距离，RGB-D深度相机用于实现相邻单机设备距离的辅助判断、相邻单机设备之间的影响采集和设备安全距离防护，单机设备包括掘锚一体机、锚杆转载机和自移机尾；控制单元包括单机设备控制器、集中控制器、集控操作面板和人机交互工控机，单机设备控制器包括掘锚一体机控制器、锚杆转载机控制器和自移机尾控制器，UWB测距传感器和超声波测距传感器将所测到的距离值通过单机设备控制器传输至集中控制器，RGB-D深度相机将所测到的距离值及视频画面通过人机交互工控机传输至集中控制器；集中控制器将单机设备的工作状态、跟随行走总体状态和位置信息传输至人机交互工控机，人机交互工控机将设置参数信息传输至集中控制器，集中操作面板具有用于实现跟随行走控制的开关量按钮、旋钮、平面按键和模拟量手柄，集中控制器将单机设备的行走指令传输至单机设备控制器；冗余网络通讯单元包括有线与无线双层结构，其中有线结构包括单机设备内部有线系统和单机设备间有线通讯系统，单机设备内部有线系统采用网线进行连接，单机设备间有线通讯系统采用动力电缆进行连接，无线结构采用wifi6基站进行通讯以实现单机设备间位置感应信息的传输。