【技术实现步骤摘要】
基于无线传感的掘进机姿态检测系统
本技术属于掘进机姿态检测
技术介绍
掘进机是主要的隧道和矿井地下掘进机械,在我国用于煤矿巷道的掘进施工。随着高产高效的煤矿施工技术的推进,也要求井下综掘设备不断改进提高,将自动化、信息化和无人化逐渐应用于综掘设备,实现高效、安全巷道。此外,随着城市空间的利用和地下交通的发展,掘进机得到越来越广泛的作用。掘进机在行进过程中,需要确定掘进机的空间位置和掘进机机体的实时姿态,在截割过程中,由于受到截割阻力,机体会发生移位和扭转,为了控制截割断面成形质量,需要实时定位掘进机机体位置和姿态。在隧道矿井等复杂环境下,无法接收到有效的GPS信号。无法适应目前的掘进机机体定位需求。
技术实现思路
本技术的目的是为了适应目前隧道矿井等复杂环境下,掘进机机体位置和姿态的定位,现提供基于无线传感的掘进机姿态检测系统。基于无线传感的掘进机姿态检测系统,包括:多个传感器节点1、多个路由节点电路2和协调器3;传感器节点1包括:加速度计1-1、陀螺仪1-2和无线收发电路1-3;传感器节点1用于实时采集掘进机在每个坐标轴下的比力和角速度,多个传感器节点1和多个路由节点电路2之间通过天线实现无线数据传输,多个路由节点电路2和协调器3之间通过天线实现无线数据传输,加速度计1-1的信号输出端和陀螺仪1-2的信号输出端同时连接无线收发电路1-3的信号输入端。由于惯性传感器具有自主性、隐蔽性等特点,不向外辐射能量,也不需要接收外部信息,适用于井下掘进过程导航。本技术通过惯性敏感元件获得掘进机的姿态和位置信息,通过无线传感技术送入控制中心主站,进行监测和反馈,有利 ...
【技术保护点】
基于无线传感的掘进机姿态检测系统,其特征在于,包括:多个传感器节点(1)、多个路由节点电路(2)和协调器(3);传感器节点(1)包括:加速度计(1‑1)、陀螺仪(1‑2)和无线收发电路(1‑3);传感器节点(1)用于实时采集掘进机在每个坐标轴下的比力和角速度,多个传感器节点(1)和多个路由节点电路(2)之间通过天线实现无线数据传输,多个路由节点电路(2)和协调器(3)之间通过天线实现无线数据传输,加速度计(1‑1)的信号输出端和陀螺仪(1‑2)的信号输出端同时连接无线收发电路(1‑3)的信号输入端。
【技术特征摘要】
1.基于无线传感的掘进机姿态检测系统,其特征在于,包括:多个传感器节点(1)、多个路由节点电路(2)和协调器(3);传感器节点(1)包括:加速度计(1-1)、陀螺仪(1-2)和无线收发电路(1-3);传感器节点(1)用于实时采集掘进机在每个坐标轴下的比力和角速度,多个传感器节点(1)和多个路由节点电路(2)之间通过天线实现无线数据传输,多个路由节点电路(2)和协调器(3)之间通过天线实现无线数据传输,加速度计(1-1)的信号输出端和陀螺仪(1-2)的信号输出端同时连接无线收发电路(1-3)的信号输入端。2.根据权利要求1所述的基于无线传感的掘进机姿态检测系统,其特征在于,加速度计(1-1)为ADXL345加速度计,陀螺仪(1-2)为L3G462A陀螺仪,无线收发电路(1-3)包括:CC2530芯片、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电感L11、电感L12、放大器AD1、放大器AD12、放大器AD13、晶振Y1和晶振Y2;ADXL345加速度计的4号引脚、5号引脚和电容C11的一端同时连接电源地,ADXL345加速度计的6号引脚和电容C11的另一端同时连接电阻R11的一端,电阻R11的另一端接+3.3V电源,ADXL345加速度计的7号引脚连接CC2530芯片的P1_3引脚,ADXL345加速度计的8号引脚连接CC2530芯片的P1_4引脚,ADXL345加速度计的9号引脚连接CC2530芯片的P1_6引脚,ADXL345加速度计的12号引脚连接CC2530芯片的P1_7引脚,ADXL345加速度计的13号引脚连接CC2530芯片的P2_0引脚,ADXL345加速度计的14号引脚连接CC2530芯片的P2_1引脚,CC2530芯片的DCOUPL引脚连接电容C12的一端,电容C12的另一端接电源地,CC2530芯片的P2_3引脚和P2_4引脚分别连接晶振Y1的两端,CC2530芯片的RBISA引脚连接电阻R12的一端,电阻R12的另一端接电源地,CC2530芯片的XOSC_Q0引脚和XOSC_Q1引脚分别连接晶振Y2的两端,CC2530芯片的RF_N引脚连接电容C14的一端,CC2530芯片的RF_P引脚连接电容C13的一端,电容C14的另一端同时连接电容C16的一端和电感L12的一端,电容C13的另一端同时连接电容C15的一端和电感L11的一端,电感L11的另一端和电容C16的另一端同时连接电容C17的一端,电容C17的另一端接天线,电容C15的另一端和电感L12的另一端同时接地,L3G462A陀螺仪的4号引脚连接放大器AD12的正向输入端,L3G462A陀螺仪的7号引脚、放大器AD12的正极和电容C19的一端同时连接+3.3V电源,电容C19的另一端接电源地,放大器AD12的反向输入端同时连接放大器AD12的输出端和电阻R14的一端,CC2530芯片的P0_2引脚连接电阻R14的另一端,CC2530芯片的P0_1引脚连接电阻R13的一端,CC2530芯片的P0_0引脚连接电阻R15的一端,放大器AD13的反向输入端和放大器AD13的输出端同时连接电阻R15的另一端,放大器AD11的反向输入端和放大器AD11的输出端同时连接电阻R13的另一端,L3G462A陀螺仪的5号引脚连接放大器AD13的正向输入端,L3G462A陀螺仪的6号引脚连接放大器AD11的正向输入端,放大器AD11的正极和电容C18的一端同时连接+3.3V电源,放大器AD13的正极和电容C10的一端同时连接+3....
【专利技术属性】
技术研发人员:赵杰,常国祥,于宗艳,王丽,任思璟,
申请(专利权)人:黑龙江科技大学,
类型:新型
国别省市:黑龙江,23
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