露天矿开采设备的对中方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种露天矿开采设备的对中方法，包括如下步骤：获取待对中的上游设备、下游设备的实时位置；根据所述上游设备、所述下游设备的实时位置设定所述上游设备运行至所述下游设备的目标路径，并依据该目标路径计算所述上游设备电机的目标转速；根据所述目标转速对所述上游设备电机的实际转速进行闭环控制，直至所述上游设备和所述下游设备无位置偏差。该对中方法根据上游设备和下游设备的实时位置偏差，对上游设备至下游设备的对中路线进行了规划和控制，实现了上游设备和下游设备的自动对中，大大缩短了露天矿开采过程中相关设备的对中时间，提高了露天矿的剥采效率。在此基础上，本发明专利技术还公开了一种露天矿开采设备的对中系统。

【技术实现步骤摘要】
露天矿开采设备的对中方法和系统
本专利技术涉及矿采
，特别是涉及一种露天矿开采设备的对中方法和系统。
技术介绍
半连续剥采技术在露天矿剥采中的应用日益广泛。半连续剥采的装置通常包括挖掘机、自移式破碎机、工作面胶带机等。现场作业时，物料的走向为：挖掘机将挖掘的原煤通过电铲投入到自移式破碎机的受料斗，自移式破碎机将原煤破碎，破碎后的物料经过破碎机的排料臂送至工作面胶带机上的料斗车收料斗，在工作面胶带机的作用下传送至端帮皮带。在这一流程中，上游设备和下游设备(如挖掘机和自移式破碎机)之间的物料转接能够顺利实现，前提是落料点要精确，也就是说，需要挖掘机的落料部和自移式破碎机的接料部对中，通常要求转接点的偏差值在10cm以下。另外，采矿实践中，很容易会出现自移式破碎机与料斗车相距较远，自移式破碎机无法直接将破碎的物料输送至料斗车，此时需要转载机实现过渡，即自移式破碎机先将破碎的物料输送至转载机，再由转载机将物料输送至料斗车。显然，为实现物料转接，自移式破碎机和转载机这两台移动设备之间也需要进行对中。目前，在露天矿开采中，上游设备的落料部与下游设备的接料部的对中方式通常采用人工操作。这里，上游设备和下游设备是针对物料的走向而言，在挖掘机和破碎机之间，挖掘机为上游设备，破碎机为下游设备，在破碎机和转载机之间，破碎机则为上游设备，转载机为下游设备。由于挖掘机、破碎机及转载机一般都为履带式工程设备，其体积庞大，转向控制中司机操作死角较多，手动控制灵活性差，所以，每次对中都需要操作人员多次操作才能实现，平均时间多达十几分钟。另外，由于露天剥采随着剥采进行，往往挖掘机几次作业后就需要移动到下一剥采点，造成较短时间(如半小时)就需要进行一次对中，即对中频率高，而人工对中又费时费力，导致剥采整体效率非常低下。有鉴于此，如何提高露天矿剥采中相关设备的对中速度，提高剥采效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种露天矿开采设备的对中方法和对中系统，该方法和系统能够提高露天矿剥采时相关设备的对中速度和效果，从而提高露天矿的剥采效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种露天矿开采设备的对中方法，包括如下步骤：获取待对中的上游设备、下游设备的实时位置；根据所述上游设备、所述下游设备的实时位置设定所述上游设备运行至所述下游设备的目标路径，并依据该目标路径计算所述上游设备电机的目标转速；根据所述目标转速对所述上游设备电机的实际转速进行闭环控制，直至所述上游设备和所述下游设备无位置偏差。可选地，通过RTK-GPS位置测量系统获取所述上游设备、所述下游设备的实时位置的空间大地坐标。可选地，将所述上游设备、所述下游设备实时位置的空间大地坐标转换为平面直角坐标；所述目标路径设定为经过所述上游设备平面直角坐标点和所述下游设备平面直角坐标点的圆弧；设置所述上游设备对中初始的瞬时速度方向为该圆弧的切线方向，并据此计算所述上游设备的理论转向半径；设置所述上游设备运行至所述下游设备的目标平均车速，并结合所述圆弧确定所述上游设备的目标角速度；根据目标转向半径、所述目标平均车速和所述目标角速度计算所述上游设备电机的目标转速，其中，所述目标转向半径为所述理论转向半径。可选地，当所述理论转向半径小于所述上游设备的最小转向半径时，选取所述最小转向半径作为所述目标转向半径。可选地，对中前，若所述下游设备处于移动状态，则驱动所述上游设备与所述下游设备同速度同方向运行，至所述下游设备停止后，再根据所述目标路径进行对中。本专利技术还提供一种露天矿开采设备的对中系统，包括：数据采集模块，用于实时监测待对中的所述上游设备、所述下游设备的实时位置；数据分析模块，根据所述上游设备、所述下游设备的实时位置设定所述上游设备运行至所述下游设备的目标路径，并根据该目标路径计算所述上游设备电机的目标转速；数据传输模块，用于将所述上游设备电机的目标转速传送至所述上游设备的驱动执行模块；所述驱动执行模块根据所述目标转速对所述上游设备电机的实际转速进行闭环控制，直至所述上游设备与所述下游设备的实时位置无偏差。可选地，所述数据采集模块为RTK-GPS位置测量系统。可选地，所述数据分析模块包括：坐标转换子模块，用于将所述RTK-GPS位置测量系统获取的所述上游设备、所述下游设备实时位置的空间大地坐标转换为平面直角坐标；路径设置子模块，用于将所述上游设备运行至所述下游设备的目标路径设置为经过所述上游设备平面直角坐标点和所述下游设备平面直角坐标点的圆弧，并设置所述上游设备对中初始的瞬时速度方向为所述圆弧的切线方向；速度计算子模块，计算所述上游设备的理论转向半径；设置所述上游设备运行至所述下游设备的目标平均车速，并结合所述圆弧确定所述上游设备的目标角速度；还根据目标转向半径、所述目标平均车速和所述目标角速度计算所述上游设备电机的目标转速，其中，所述目标转向半径为所述理论转向半径。可选地，所述速度计算子模块还包括比较模块，其预设有所述上游设备的最小转向半径，当所述目标转向半径小于所述最小转向半径时，选取所述最小转向半径作为所述目标转向半径。可选地，所述对中系统还包括下游设备状态判断模块，当其判断所述下游设备处于移动状态，输出控制信号至所述上游设备的驱动执行模块，使其驱动所述上游设备与所述下游设备同速度、同方向运行，至所述下游设备停止后，再根据所述目标转速对所述上游设备电机的实际转速进行闭环控制。本专利技术提供的露天矿开采设备的对中方法和系统，能够实现露天矿剥采时相关设备的快速对中。具体地，本方案中，根据待对中的上游设备和下游设备的实时位置，设定上游设备运行至下游设备的目标路径，并据此目标路径计算上游设备电机的目标转速，以该目标转速为指定转速对上游设备的实际转速进行闭环控制，直至上游设备和下游设备无位置偏差；如此根据上游设备和下游设备的实时位置，规划了上游设备的对中路径及对中速度，并实时进行调整，实现了上游设备和下游设备的自动对中，较之现有技术中人为对中操作，大大缩短了露天矿开采过程中相关设备的对中时间，从而提高了露天矿的剥采效率。附图说明图1为本专利技术所提供露天矿开采设备对中方法一种具体实施方式的流程框图；图2为图1中目标路径设置的原理示意图；图3为本专利技术所提供露天矿开采设备对中系统一种具体实施方式的结构框图。具体实施方式本专利技术的核心为提供一种露天矿开采设备的对中方法和对中系统，该方法和系统能够提高露天矿剥采时相关设备的对中速度和效果，从而提高露天矿的剥采效率。露天矿开采的实际作业中，物料的走向为：挖掘机→破碎机→工作面胶带机上的料斗车；实践中，若破碎机和工作面胶带机之间的距离较远时，需要通过转载机过渡，此时物料的走向为：挖掘机→破碎机→转载机→工作面胶带机上的料斗车。转运过程中，为实现物料的顺利转接，需要相邻的上游设备和下游设备对中方可，比如，挖掘机将挖掘的原煤转运至破碎机的受料斗时，往往因两者有一定的距离，需要实现挖掘机与破碎机的对中。下文就露天矿开采中，如何实现上游设备和下游设备的对中进行详细说明。需要指出的是，文中“上游设备”和“下游设备”是针对物料的走向而言的，比如，在挖掘机和破碎机之间，挖掘机为上游设备，破碎机为下游设备；在破碎机和转载机之间，破碎机则为上游设本文档来自技高网...

【技术保护点】
露天矿开采设备的对中方法，其特征在于，包括如下步骤：获取待对中的上游设备、下游设备的实时位置；根据所述上游设备、所述下游设备的实时位置设定所述上游设备运行至所述下游设备的目标路径，并依据该目标路径计算所述上游设备电机的目标转速；根据所述目标转速对所述上游设备电机的实际转速进行闭环控制，直至所述上游设备和所述下游设备无位置偏差。

【技术特征摘要】
1.露天矿开采设备的对中方法，其特征在于，包括如下步骤：获取待对中的上游设备、下游设备的实时位置；根据所述上游设备、所述下游设备的实时位置设定所述上游设备运行至所述下游设备的目标路径，并依据该目标路径计算所述上游设备电机的目标转速；根据所述目标转速对所述上游设备电机的实际转速进行闭环控制，直至所述上游设备和所述下游设备无位置偏差；其中，所述上游设备和所述下游设备按照物料的走向定义。2.根据权利要求1所述的对中方法，其特征在于，通过RTK-GPS位置测量系统获取所述上游设备、所述下游设备的实时位置的空间大地坐标。3.根据权利要求2所述的对中方法，其特征在于，将所述上游设备、所述下游设备实时位置的空间大地坐标转换为平面直角坐标；所述目标路径设定为经过所述上游设备平面直角坐标点和所述下游设备平面直角坐标点的圆弧；设置所述上游设备对中初始的瞬时速度方向为该圆弧的切线方向，并据此计算所述上游设备的理论转向半径；设置所述上游设备运行至所述下游设备的目标平均车速，并结合所述圆弧确定所述上游设备的目标角速度；根据目标转向半径、所述目标平均车速和所述目标角速度计算所述上游设备电机的目标转速，其中，所述目标转向半径为所述理论转向半径。4.根据权利要求3所述的对中方法，其特征在于，当所述理论转向半径小于所述上游设备的最小转向半径时，选取所述最小转向半径作为所述目标转向半径。5.根据权利要求1至4任一项所述的对中方法，其特征在于，对中前，若所述下游设备处于移动状态，则驱动所述上游设备与所述下游设备同速度同方向运行，至所述下游设备停止后，再根据所述目标路径进行对中。6.露天矿开采设备的对中系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于监测待对中的上游设备、下游设备的实时位置；数据分析模块，根据所述上游设备、所述下游设备的实时位置设定所述上游设备运行至所述下游设备的目标路...

【专利技术属性】
技术研发人员：石峥嵘，谷盛，韦公勋，张起伟，李秀梅，刘暤，
申请(专利权)人：华电重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11