长壁采掘系统中的自适应俯仰控制技术方案

控制采掘机的俯仰角的方法和系统。控制器接收指示所述采掘机的俯仰角的传感器信号，并且接收为矿面的不同部分限定多个目标俯仰角的目标俯仰配置。所述控制器确定所述采掘机的俯仰角与目标俯仰角之间的俯仰差，基于所述俯仰差确定与所述采掘机的地面刀头的新高度相对应的俯仰校正高度，并基于所述俯仰校正高度改变所述地面刀头的高度。

Adaptive pitch control in longwall mining system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】长壁采掘系统中的自适应俯仰控制相关申请本申请要求2017年6月2日提交的美国临时专利申请62/514,010的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。
本专利技术涉及监测和控制长壁采掘机的切割滚筒，以实现期望的前进角。所述前进角在本申请中被称为“俯仰”角。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种控制采掘机的俯仰角的方法。所述方法包括接收传感器信号以及接收目标俯仰配置，所述传感器信号指示所述采掘机的俯仰角，所述目标俯仰配置为矿面的不同部分限定多个目标俯仰角。所述方法还包括确定所述采掘机的俯仰角与目标俯仰角之间的俯仰差，基于所述俯仰差确定与所述采掘机的地面刀头的新高度相对应的俯仰校正高度，以及基于所述俯仰校正高度改变所述地面刀头的高度。在一些实施例中，包括电子处理器和存储器的控制器执行所述控制采掘机的俯仰角的方法。在一些实施例中，所述方法还包括接收俯仰补偿值，其中确定所述俯仰校正高度包括基于所述俯仰差和所述俯仰补偿值来确定所述俯仰校正高度。在另一个实施例中，提供了一种控制采掘机的俯仰角的系统。所述系统包括采掘机传感器、地面刀头和控制器。所述采掘机传感器被配置为感测所述采掘机的位置特征；所述地面刀头由刀头马达驱动；所述控制器被耦合到所述采掘机传感器和所述刀头马达。所述控制器包括电子处理器和存储器。所述电子处理器被配置为从所述采掘机传感器接收传感器信号以及接收目标俯仰配置，所述传感器信号指示所述采掘机的俯仰角，所述目标俯仰配置为矿面的不同部分限定多个目标俯仰角。所述电子处理器被进一步配置为确定所述俯仰角与所述目标俯仰配置的多个目标俯仰角中的一个目标俯仰角之间的俯仰差，以及基于所述俯仰差确定与所述采掘机的地面刀头的新高度相对应的俯仰校正高度。然后，所述电子处理器基于所述俯仰校正高度改变所述地面刀头的高度。在另一个实施例中，提供了一种生成采掘机的目标俯仰配置的方法。所述方法包括接收所述采掘机的标称俯仰配置，访问由外部源输入的校正偏移，以及基于所述标称俯仰配置和所述校正偏移来设定所述目标俯仰配置的目标俯仰角。所述方法还包括基于所述目标俯仰配置来控制地面刀头的位置。在一些实施例中，接收所述采掘机的标称俯仰配置包括响应于来自所述采掘机的操作员的选择而接收所述采掘机的标称俯仰配置。在一些实施例中，所述采掘机的标称俯仰配置包括为矿面的长度限定标称俯仰角的数组。在一些实施例中，所述采掘机的标称俯仰配置包括的数组的长度等于长壁系统中的底盘的数量，并且所述数组为每个底盘指定标称俯仰角。在一些实施例中，所述采掘机的标称俯仰配置包括的数组的长度小于长壁系统中的底盘的数量。在一些实施例中，访问所述校正偏移包括访问校正偏移道次计数，所述校正偏移道次计数指示要对其实施校正偏移的道次数目。在一些实施例中，在所述道次数目之后，由所述校正偏移修正的所述目标俯仰配置的目标俯仰角被设置为所述标称俯仰配置中相应的俯仰角。在一些实施例中，所述方法还包括基于历史信息生成所述标称俯仰配置，所述历史信息与先前执行的校正偏移有关。在一些实施例中，包括电子处理器和存储器的控制器实现所述生成采掘机的标称俯仰配置的方法。所述控制器可以结合到采掘机中，并且与采掘机传感器和所述地面刀头通信。在另一个实施例中，提供了一种控制采掘机的俯仰角的方法。所述方法包括接收所述采掘机的目标俯仰配置，在所述采掘机的第一道次期间接收指示所述采掘机的俯仰角的传感器信号，在所述采掘机的第一道次期间基于所述目标俯仰配置控制所述采掘机的地面刀头的高度。所述方法还包括在所述采掘机的第二道次期间接收所述采掘机的校正偏移，在所述采掘机的第二道次期间基于所述校正偏移改变所述采掘机的地面刀头的高度，以及在所述采掘机的第三道次上基于所述目标俯仰配置改变所述采掘机的地面刀头的高度。在一些实施例中，包括电子处理器和存储器的控制器实现所述控制采掘机的俯仰角的方法。所述控制器可以结合到采掘机中，并且与采掘机传感器和所述地面刀头通信。通过考虑具体实施方式和附图，本专利技术的其他方面将变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的开采系统的示意图；图2A-B描绘了图1的开采系统的长壁采矿系统；图3描绘了从矿层中移除矿物时地质层的塌陷；图4描绘了长壁采矿系统的动力顶板支护；图5描绘了长壁采矿系统的顶板支护的另一个视图；图6A-B描绘了长壁采矿系统的长壁采掘机；图7A-B描绘了穿过煤层时的长壁采掘机；图8描绘了位于长壁采矿系统的采掘机中的传感器的大致位置；图9是图6A-B的采掘机的控制器的示意图；图10是长壁采矿系统的监测模块的示意图；图11的流程图描绘了监测采掘机俯仰角的方法；图12的流程图描绘了生成目标俯仰配置(pitchprofile)的方法；图13是结合标称俯仰配置和校正偏移的示意图。图14的示意图描绘了由校正平滑模块执行的平滑化操作；图15A-C是长壁采矿系统执行校正偏移时的示意图；图16的流程图描绘了生成目标俯仰配置的方法；图17的流程图描绘了生成俯仰补偿值的方法；图18的流程图描绘了手动控制采掘机的方法；图19的流程图描绘了平滑化目标俯仰配置的方法；图20是图1所示的开采系统的状况监测系统的示意图；图21是图20的状况监测系统的长壁控制系统的示意图；图22描绘了示例性的电子邮件警报。具体实施方式在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应当理解，本专利技术的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中描绘的构造细节和部件布置。本专利技术能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。此外，应当理解，本专利技术的实施例可以包括硬件、软件、以及电子部件或模块，出于讨论的目的，本专利技术的实施例可以被阐释或被描述为似乎大多数部件仅在硬件中实现。然而，本领域的普通技术人员基于对具体实施方式的阅读将认识到，在至少一个实施例中，由一个或多个处理器执行的软件(例如，存储在非暂时性的计算机可读介质上的软件)可实现本专利技术基于电子的部分。这样，可以利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构组件来实现本专利技术。此外，如在随后的段落中所描述的，在附图中描绘的特定机械结构旨在例示本专利技术的实施例。然而，其他替代的机械结构也是可能的。例如，说明书中描述的“控制器”和“模块”可以包括一个或多个处理器、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口，以及连接这些部件的各种连接件(例如，系统总线)。在一些情况下，可以将控制器和模块实现为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)中的一个或多个，或者控制器和模块可由这些装置中的一个或多个实现，其中这些装置可以执行指令或者以其他方式实现本文描述的功能。图1示出了开采系统100。开采系统100包括长壁采矿系统200和状况监测系统400。开采系统100被配置为以有效的方式从矿山开采矿石或矿物，例如煤。在其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制采掘机的俯仰角的方法，其特征在于，所述方法包括：/n接收传感器信号，所述传感器信号指示所述采掘机的俯仰角；/n接收目标俯仰配置，所述目标俯仰配置为矿面的不同部分限定多个目标俯仰角；/n利用电子处理器确定所述俯仰角与所述目标俯仰配置的多个目标俯仰角中的一个目标俯仰角之间的俯仰差；/n利用所述电子处理器基于所述俯仰差确定俯仰校正高度，所述俯仰校正高度对应于所述采掘机的地面刀头的新高度；以及/n利用所述电子处理器基于所述俯仰校正高度改变所述地面刀头的高度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 US 62/514,0101.一种控制采掘机的俯仰角的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收传感器信号，所述传感器信号指示所述采掘机的俯仰角；
接收目标俯仰配置，所述目标俯仰配置为矿面的不同部分限定多个目标俯仰角；
利用电子处理器确定所述俯仰角与所述目标俯仰配置的多个目标俯仰角中的一个目标俯仰角之间的俯仰差；
利用所述电子处理器基于所述俯仰差确定俯仰校正高度，所述俯仰校正高度对应于所述采掘机的地面刀头的新高度；以及
利用所述电子处理器基于所述俯仰校正高度改变所述地面刀头的高度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：接收俯仰补偿值，其中确定所述俯仰校正高度包括基于所述俯仰差和所述俯仰补偿值来确定所述俯仰校正高度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述俯仰补偿值基于先前的采掘机道次的历史校正动作。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述俯仰校正高度包括：通过将所述俯仰差转换为所述地面刀头的垂直位置变化并加上所述俯仰补偿值来确定所述地面刀头的目标垂直位置，从而计算所述俯仰校正高度。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基于所述地面刀头的当前横向位置，从所述目标俯仰配置中确定所述目标俯仰角。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基于所述接收的传感器信号确定所述地面刀头的高度。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
将所述俯仰校正高度、所述俯仰差以及实现的俯仰角变化作为历史校正动作存储在存储器中，其中所述实现的俯仰角变化源于所述地面刀头基于所述俯仰校正高度的高度变化；以及
在随后的采掘机道次期间，基于所述历史校正动作确定用于计算随后的俯仰校正高度的俯仰补偿值。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
接收平滑配置参数；以及
基于初始目标俯仰配置和所述平滑配置参数生成所述目标俯仰配置，使得针对矿面的不同部分的多个目标俯仰角平滑。


9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
接收所述采掘机的标称俯仰配置；
访问外部源针对所述矿面的一部分输入的校正偏移；以及
基于所述标称俯仰配置和所述校正偏移生成所述目标俯仰配置。


10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定用于所述校正偏移的校正道次计数；以及
响应于确定应用所述校正偏移的采掘机道次数目已达到校正道次计数，将针对所述矿面的所述部分的目标俯仰角设置为所述标称俯仰配置。


11.一种控制采掘机的俯仰角的系统，其特征在于，所述系统包括：
采掘机传感器，所述采掘机传感器被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·雷，M·贝尔斯坦，C·利维尔，
申请(专利权)人：久益环球地下采矿有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US