掘进机及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种掘进机及其控制方法，其中，掘进机包括：机身；掘进机构，设置于机身上；惯性导航模块，设置于机身上，用于确定机身的姿态；第一检测装置，设置于掘进机构上，用于检测掘进机构的升降幅度；第二检测装置，设置于掘进机构上，用于检测掘进机构的回转幅度；控制器，与惯性导航模块、第一检测装置、第二检测装置相连接，控制器可根据第一检测装置、第二检测装置的检测结果及机身的姿态控制掘进机构工作。本发明专利技术将惯性导航系统应用于掘进机的控制中，可实现掘进机的自动掘进。

Roadheader and its control method

The invention provides a roadheader and its control method, in which the roadheader includes: the fuselage; the roadheader mechanism, which is set on the fuselage; the inertial navigation module, which is set on the fuselage to determine the fuselage attitude; the first detection device, which is set on the driving mechanism, is used to detect the lifting range of the driving mechanism; and the second detection device, which is set on the driving mechanism for detection. The controller is connected with the inertial navigation module, the first detection device and the second detection device. The controller can control the tunneling mechanism according to the detection results of the first detection device and the second detection device and the attitude of the fuselage. The inertial navigation system is applied to the control of the roadheader to realize the automatic tunneling of the roadheader.

【技术实现步骤摘要】
掘进机及其控制方法
本专利技术涉及工程机械
，具体而言，涉及一种掘进机及其控制方法。
技术介绍
煤矿采掘智能化进程中，加大安全投入，减少工作人员的劳动量及改善工作环境，实现掘进机在中央集控室进行远端操作是一种必然趋势。因此研制出一套具备远程操作、信息状态监控及可视化的掘进机远程智能控制系统，实现掘进工作面掘进过程中无人化及少人化成为一个急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提供了一种掘进机。本专利技术第二方面提供了一种掘进机的控制方法。本专利技术第一方面提供了一种掘进机，包括：机身；掘进机构，设置于机身上；惯性导航模块，设置于机身上，用于确定机身的姿态；第一检测装置，设置于掘进机构上，用于检测掘进机构的升降幅度；第二检测装置，设置于掘进机构上，用于检测掘进机构的回转幅度；控制器，与惯性导航模块、第一检测装置、第二检测装置相连接，控制器可根据第一检测装置、第二检测装置的检测结果及机身的姿态控制掘进机构工作。本专利技术所提供的掘进机在机身上设置有惯性导航模块，具体地，惯性导航模块内置有陀螺仪等测量元件，可对机身的加速度等运动数据进行实时检测，然后计算获得机身的当前坐标，进而确定机身的实时姿态，而设置于掘进机构上的第一检测装置及第二检测装置分别检测掘进机构的升降幅度及回转幅度，获取掘进机构的当前状态，控制器在获取掘进机构的升降幅度、回转幅度及机身的姿态后便可自主控制掘进机构工作，实现掘进机的自行掘进，以减少工作人员的劳动量并改善工作环境，实现掘进机在中央集控室进行远端操作。具体地，本专利技术将惯性导航系统应用于掘进机的自动控制中，可自主获取机身的姿态，而后综合考虑掘进机构的升降幅度、回转幅度实现对掘进机的自动控制，使得掘进机可在中央集控室进行远端操作，实现远程操作、自动掘进、信息状态监控及可视化的控制，实现掘进机自主导航，控制掘进机进行自主掘进工作，实现掘进过程中无人化及少人化，减少工作人员的劳动量并改善工作环境。根据本专利技术上述的掘进机，还可以具有以下附加技术特征：在上述技术方案中，优选地，掘进机构包括：截割臂，截割臂的一端与机身相连接；截割头，设置于截割臂的另一端；驱动装置，与截割臂及截割头相连接，驱动装置可在控制器的控制指令下驱动截割臂及截割头工作。在该技术方案中，在机身上设置有相互连接的截割臂及驱动装置，且在截割臂的端部设置有截割头，在掘进机构工作的过程中，驱动装置在控制器的控制指令下驱动截割臂及截割头至预设位置，然后驱动截割头进行掘进工作。具体地，截割臂与截割头可采用相互独立的驱动装置进行驱动，也可通过同一个驱动装置驱动。具体地，由于控制器已经根据惯性导航模块获知机身的姿态，因此可以保证掘进机的空间位置准确，而第一检测装置与第二检测装置相互配合，可以获知掘进机构的精准位置，进而实现对掘进机构的精准控制，保证掘进机的自行掘进。在上述任一技术方案中，优选地，第一检测装置为位移传感器，位移传感器位于驱动装置的升降油缸上；或第一检测装置为倾角传感器，倾角传感器位于截割臂上。在该技术方案中，可根据实际情况对第一检测装置进行设置。具体地，可将第一检测装置设置为位移传感器，并将其设置于升降油缸上，在升降油缸升降的过程中，位移传感器可对其升降位移进行检测，进而获取检测掘进机构的升降幅度；也可将第一检测装置设置为倾角传感器，并将其设置于截割臂上，在截割臂运动的过程中，倾角传感器可对截割臂的运动进行检测，进而获取掘进机构的升降幅度。在上述任一技术方案中，优选地，第二检测装置为位移传感器，位移传感器位于驱动装置的回转油缸上；或第二检测装置为角度传感器，角度传感器位于掘进机构的回转平台上。在该技术方案中，可根据实际情况对第二检测装置进行设置。具体地，可将第二检测装置设置为位移传感器，并将其设置于回转油缸上，在回转油缸回转的过程中，位移传感器可对其回转位移进行检测，进而获取掘进机构的回转幅度；也可将第二检测装置设置为角度传感器，并将其设置于回转平台上，在回转平台运动的过程中，角度传感器可对回转平台的回转运动进行检测，进而获取掘进机构的升降幅度。在上述任一技术方案中，优选地，机身的姿态为：机身的俯仰角度、机身的翻滚角度、机身的水平偏向角度。在该技术方案中，机身的姿态包括但不限于以下数据：机身的俯仰角度、机身的翻滚角度、机身的水平偏向角度，通过对上述数据的检测，可以准确获取机身的实际位置状态，进而使得控制器根据实际状态控制掘进机工作。在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第三检测装置，设置于机身上，与控制器相连接，用于检测机身的行进位移；第三检测装置为以下传感器之一：拉线位移传感器、激光测距传感器。在该技术方案中，在机身上设置有第三检测装置，并通过第三检测装置检测机身的行进位移，在掘进机工作的过程中，控制器综合机身的姿态、机身的行进位移及掘进机构的升降幅度和回转幅度实现掘进机的自动掘进。具体地，可将第三检测装置设置为拉线位移传感器或激光测距传感器，可根据实际情况进行设置，上述传感器均可保证机身的行进位移的准确测量。在上述任一技术方案中，优选地，控制器与惯性导航模块、第一检测装置、第二检测装置为遥控连接或有线连接。在该技术方案中，控制器与惯性导航模块、第一检测装置、第二检测装置的连接方式可根据使其需要进行设置，具体地，可采用有线连接的方式降低成本，也可采用无线遥控的方式便于操作。本专利技术第二方面提供了一种掘进机的控制方法，包括：通过惯性导航模块计算机身的坐标并确定机身的姿态；获取掘进机构的升降幅度和回转幅度；根据机身的姿态、机构的升降幅度、掘进机构的回转幅度控制掘进机构工作。本专利技术提供控制方法通过惯性导航模块的建模功能计算机身所处的位置坐标，并根据该位置坐标获取机身的姿态。具体地，惯性导航模块内置有陀螺仪等测量元件，可对机身的加速度等运动数据进行实时检测，然后计算获得机身当前坐标，进而确定机身的实时姿态。即将惯性导航系统应用于掘进机自动控制中，通过惯性导航系统自主获取机身的姿态，然后获取掘进机构的升降幅度和回转幅度，在已经获取机身姿态及掘进机构的升降幅度和回转幅度后，综合上述数据对掘进机进行控制，进而实现掘进机自主导航，控制掘进机进行自主掘进工作，减少工作人员的劳动量并改善工作环境，实现掘进机在中央集控室进行远端操作，实现掘进工作面掘进过程中无人化及少人化。根据本专利技术上述的掘进机的控制方法，还可以具有以下附加技术特征：在上述技术方案中，机身的姿态为：机身的俯仰角度、机身的翻滚角度、机身的水平偏向角度。在该技术方案中，机身的姿态包括但不限于以下数据：机身的俯仰角度、机身的翻滚角度、机身的水平偏向角度，通过对上述数据的检测，可以准确获取机身的实际位置状态，进而根据实际状态控制掘进机工作。在上述任一技术方案中，优选地，还包括：获取机身的行进位移；根据机身的行进位移、机身的姿态、机构的升降幅度、掘进机构的回转幅度控制掘进机构工作。在该技术方案中，获取机身的行进位移，在掘进机工作的过程中，综合机身的姿态、行进位移及掘进机构的升降幅度和回转幅度控制掘进机工作，进而实现掘进机的自动掘进。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掘进机，其特征在于，包括：机身；掘进机构，设置于所述机身上；惯性导航模块，设置于所述机身上，用于确定所述机身的姿态；第一检测装置，设置于所述机身上，用于检测所述机身的加速度；第一检测装置，设置于所述掘进机构上，用于检测所述掘进机构的升降幅度；第二检测装置，设置于所述掘进机构上，用于检测所述掘进机构的回转幅度；控制器，与所述惯性导航模块、所述第一检测装置、所述第二检测装置相连接，机身所述控制器可根据所述第一检测装置、所述第二检测装置的检测结果及所述机身的姿态控制所述掘进机构工作。

【技术特征摘要】
1.一种掘进机，其特征在于，包括：机身；掘进机构，设置于所述机身上；惯性导航模块，设置于所述机身上，用于确定所述机身的姿态；第一检测装置，设置于所述机身上，用于检测所述机身的加速度；第一检测装置，设置于所述掘进机构上，用于检测所述掘进机构的升降幅度；第二检测装置，设置于所述掘进机构上，用于检测所述掘进机构的回转幅度；控制器，与所述惯性导航模块、所述第一检测装置、所述第二检测装置相连接，机身所述控制器可根据所述第一检测装置、所述第二检测装置的检测结果及所述机身的姿态控制所述掘进机构工作。2.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机构包括：截割臂，所述截割臂的一端与所述机身相连接；截割头，设置于所述截割臂的另一端；驱动装置，与所述截割臂及所述截割头相连接，所述驱动装置可在所述控制器的控制指令下驱动所述截割臂及所述截割头工作。3.根据权利要求2所述的掘进机，其特征在于，所述第一检测装置为位移传感器，所述位移传感器位于所述驱动装置的升降油缸上；或所述第一检测装置为倾角传感器，所述倾角传感器位于所述截割臂上。4.根据权利要求2所述的掘进机，其特征在于，所述第二检测装置为位移传感器，所述位移传感器位于所述驱动装置的回转油缸上；或所述第二检测装置为角度传感器，所述角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，梁鸿雁，崔玲玲，张彦鸿，
申请(专利权)人：三一重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21