【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采煤机记忆截割在虚拟现实环境下的实现方法,尤其是一种在虚拟现实仿真引擎Unity3d下实时对采煤机的记忆截割技术进行虚拟仿真的方法。
技术介绍
煤矿井下综采工作面十分危险,工人劳动强度大,自动化水平低,因此急需全面提高综采成套装备的自动化水平,并向智能化和无人化方向发展,在这一过程中,采煤机的记忆截割技术尤为重要。由于当前煤岩识别技术仍然没有得到工业应用,综采工作面普遍采用记忆截割加人工干预的方法作为采煤过程长期运行的主流模式,既能减轻采煤机工人的劳动强度,又能提高工作面装备的自动化水平,增加安全性和提高开采效率。但此种方法存在截割路线不准确,截割过多或过少使过煤或留煤等情况普遍存在。针对当前采煤机记忆截割与滚筒自动调高方面的研究,除了进行理论上的分析与计算外,还需要进行相关实验研究。主要有三种途径:(1)在实际采煤机上进行;(2)在物理模型上进行模拟实验研究;(3)虚拟样机进行虚拟试验。第一种方法优点是能真实反映结果,但存在较大的局限性:由于煤矿井下高度危险、要求所有测试仪器均要具备防爆、煤安或本质安全认证,这种方法一般适用于产品的工业性应用测试阶段,而不适合做一般的实验研究。而第二种方法物理模型造价高、耗时长,对于一种新的方法编入控制系统周期更长,准备一系列的试验和测试系统,很难快速验证方法的正确性,甚至方法错误后,整套系统投资白费,造成了极大的经济损失。第三种方法利用虚拟样机代替物理样机对采煤机进行测试和评价,但研究结果的可靠性很大程度上取决于所建立的采煤机虚拟样机数学模型的准确性,但在一项记忆截割技术的研发期,仍然表现出快速、准 ...
【技术保护点】
一种虚拟采煤机记忆截割方法,所述方法是在虚拟现实引擎Unity3d环境下首先生成虚拟顶底板环境,然后虚拟刮板输送机铺设在虚拟底板上作为虚拟采煤机运行轨道,点击虚拟操纵面板按钮对虚拟采煤机进行操作,虚拟控制器实时对操作数据进行存储、分析与处理与读取,实现对采煤机进行记忆截割仿真或测试;所述虚拟顶底板环境是输入地质地形参数,在Unity3d中自动生成高低不平的虚拟顶板和虚拟底板;所述虚拟刮板输送机是与实际刮板输送机等同的虚拟模型,能够自适应地虚拟铺设在虚拟底板上;所述虚拟采煤机是与实际采煤机等同的虚拟模型,并安装有虚拟传感器,在C#脚本的控制下能够真实模拟采煤机的运动;所述虚拟操纵面板是对虚拟采煤机进行操作的虚拟GUI按钮;所述虚拟控制器是虚拟采煤机的控制器,通过对xml文件的读写与matlab生成的dll能够完成对虚拟采煤机的数据采集、数据分析与处理和数据读取,从而对虚拟采煤机进行控制;虚拟操纵面板是Unity3d中对虚拟控制器进行控制的GUI界面,包括采煤机功能按钮、记忆截割工艺按钮和网络协同操作按钮。
【技术特征摘要】
1.一种虚拟采煤机记忆截割方法,所述方法是在虚拟现实引擎Unity3d环境下首先生成虚拟顶底板环境,然后虚拟刮板输送机铺设在虚拟底板上作为虚拟采煤机运行轨道,点击虚拟操纵面板按钮对虚拟采煤机进行操作,虚拟控制器实时对操作数据进行存储、分析与处理与读取,实现对采煤机进行记忆截割仿真或测试;所述虚拟顶底板环境是输入地质地形参数,在Unity3d中自动生成高低不平的虚拟顶板和虚拟底板;所述虚拟刮板输送机是与实际刮板输送机等同的虚拟模型,能够自适应地虚拟铺设在虚拟底板上;所述虚拟采煤机是与实际采煤机等同的虚拟模型,并安装有虚拟传感器,在C#脚本的控制下能够真实模拟采煤机的运动;所述虚拟操纵面板是对虚拟采煤机进行操作的虚拟GUI按钮;所述虚拟控制器是虚拟采煤机的控制器,通过对xml文件的读写与matlab生成的dll能够完成对虚拟采煤机的数据采集、数据分析与处理和数据读取,从而对虚拟采煤机进行控制;虚拟操纵面板是Unity3d中对虚拟控制器进行控制的GUI界面,包括采煤机功能按钮、记忆截割工艺按钮和网络协同操作按钮。2.如权利要求1所述的虚拟采煤机记忆截割方法,所述虚拟顶底板环境是输入地质地形参数,在Unity3d中自动生成高低不平的虚拟顶板和虚拟底板;所述地质地形参数包括工作面横向倾角和纵向倾角、最大、最小和平均采高参数,生成符合高斯分布的一群离散点,利用现有的多种曲线拟合方法依次连接各点,并在Uinty3d中进行渲染生成虚拟现实顶板和底板。3.如权利要求1所述的虚拟采煤机记忆截割方法,所述虚拟采煤机是在Unity3d中建立的与实际采煤机完全相同的虚拟模型,并安装有虚拟传感器,在编写的C#脚本控制下完成左右摇臂与左右油缸的协同调高,牵引方向、牵引速度的控制,实现真实模拟采煤机的运动;所述虚拟传感器是利用C#脚本中的预设代码和指令获取实时的采煤机数据,包括采煤机运动方向、采煤机的位置、摇臂的转角、牵引速度、横向倾角、纵向倾角和电机电流数据,当采煤机滚筒超过虚拟顶板或虚拟底板范围后,判断为虚拟采煤机电机电流出现异常,此时应当人工远程干预,再重新进入虚拟顶板或虚拟底板范围后,采煤机电机电流恢复正常。4.如权利要求1所述的虚拟采煤机记忆截割方法,所述虚拟刮板输送机是在Unity3d中,建立的与实际刮板输送机完全相同的虚拟模型,在编写的C#脚本控制下能够自适应地...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨兆建,谢嘉成,王学文,李娟莉,任芳,王义亮,史晓萌,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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