一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法，适用于煤矿井下使用。包括倾角传感器、电源箱、激光扫描装置、工控机、显示器、顺槽主控计算机，其中激光扫描装置内设有激光雷达、步进电机驱动器、步进电机以及倾角传感器b，电源箱与激光扫描装置、工控机、显示器连接为其提供电源，工控机分别与显示器、激光扫描装置和倾角传感器a线路连接。其能够从采集到的激光点云数据中获取煤量特征，结合刮板运输机速度建立数字地形模型进行网格划分，得到煤流体积，为放煤口关闭提供数据支持。同时基于液压支架的位姿变换特性根据液压支架后连杆的角度变化，对激光扫描装置进行角度自补偿调整，达到不用人工干预的不间断精确化煤量测量。

【技术实现步骤摘要】
一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法
本专利技术涉及一种放煤量激光扫描装置及方法，尤其是一种煤矿井下使用的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法，属于煤矿综放工作面智能化开采

技术介绍
在煤矿综放开采过程中，亟待解决的难题之一是如何正确判断放煤口最佳开闭时间，是目前急待解决的与智能化综放开采相配套的技术问题。目前，对于放煤口的开闭时间主要有两种方法，其一是由放煤工人通过视觉和听觉，以及经验积累来确定放煤口的开闭，这种方式会带来过放或者欠放情况发生，造成大量丢煤或矸石混入现象发生使得资源浪费和增加后期洗选成本，同时放煤过程会产生大量的粉尘和瓦斯，对放煤操作工人的生命健康造成巨大威胁。二是应用电液控制系统来实现放煤口的开闭，基本方法是在电液控制系统中嵌入预先设定的放煤程序,按照预先设定好的放煤动作及放煤时间实现放煤口的开闭。由于煤层厚度等因素的变化,如若放煤口开闭时间一成不变,就必然导致放煤过程中出现过放或者欠放情况,使煤质下降或者资源遭受损失。因此，在智能化放煤过程中，放煤量的在线监测是精准放煤的关键技术，放煤口煤流的动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：它包括倾角传感器a(7)、电源箱(3)、激光扫描装置(5)、工控机(2)、显示器(1)，工控机(2)分别与显示器(1)、与激光扫描装置(5)和倾角传感器a(7)线路连接；/n激光扫描装置(5)包括防爆壳，防爆壳内分别设有激光雷达(501)、步进电机驱动器(502)以及倾角传感器b(504)，防爆壳上设有辅助激光扫描装置(5)调整倾角的步进电机(503)，步进电机(503)与步进电机驱动器(502)连接，激光扫描装置(5)壳体端盖处设有视窗，激光扫描装置(5)的视窗对准后刮板运输机(6)安装在液压支架后连杆(4)上并跟随液压支架后连杆(4...

【技术特征摘要】
1.一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：它包括倾角传感器a(7)、电源箱(3)、激光扫描装置(5)、工控机(2)、显示器(1)，工控机(2)分别与显示器(1)、与激光扫描装置(5)和倾角传感器a(7)线路连接；
激光扫描装置(5)包括防爆壳，防爆壳内分别设有激光雷达(501)、步进电机驱动器(502)以及倾角传感器b(504)，防爆壳上设有辅助激光扫描装置(5)调整倾角的步进电机(503)，步进电机(503)与步进电机驱动器(502)连接，激光扫描装置(5)壳体端盖处设有视窗，激光扫描装置(5)的视窗对准后刮板运输机(6)安装在液压支架后连杆(4)上并跟随液压支架后连杆(4)摆动，激光扫描装置(5)通过控制其内部步进电机(503)调整相对于液压支架后连杆(4)的相对角度；激光雷达(501)、步进电机驱动器(502)以及倾角传感器b(504)通过线路分别与工控机(2)连接；倾角传感器a(7)设置在液压支架后连杆(4)上，倾角传感器a(7)设置在液压支架后连杆(4)的中段并与液压支架底座转动中心间隔一端距离，倾角传感器a(7)用于实时感知液压支架后连杆(4)的位姿变化，倾角传感器b(504)用于实时感知激光雷达扫描装置的位姿变化。


2.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：使用时工作面上每个液压支架都设置有本申请的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，所有的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置均通过线路与顺槽主控计算机连接。


3.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：工控机(2)利用激光雷达(501)发送并接受的激光点云数据并进行数据预处理和计算，然后将处理计算结果发送给显示器(1)显示；工控机(2)接收并分析倾角传感器a(7)、倾角传感器b(504)发送的位姿变化数据，然后控制控制步进电机(503)调节激光雷达扫描装置(5)的倾角实现位姿补偿。


4.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：电源箱(3)分别通过电源线与倾角传感器a(7)、激光扫描装置(5)、工控机(2)、显示器(1)连接并供电，电源箱(3)为127V转换24V电源。


5.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：所述的激光雷(501)型号为LMS111，倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)的型号为SST300防爆型倾角传感器。


6.一种使用权利要求1所述液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置的扫描方法，其特征在于步骤如下：
首先设备上电，启动激光扫描装置(5)中的激光雷达(501)向刮板运输机发射红外激光，然后接收反射回来的激光点云数据，再将接收到的点云数据通过网口输送给工控机(2)；
工控机(2)利用飞行时间TOF方法对接收到的激光点云数据进行数据预处理，并通过工控机(2)计算出实时连续获得刮板运输机(6)上煤量截面轮廓，并实时在显示器(1)上显示；
根据显示器(1)上的扫描截面轮廓，通过工控机(2)对激光雷达(501)的激光扫描范围根据观察刮板运输机(6)是否都在激光雷达(501)扫描范围内进行调整，以保证激光扫描范围覆盖整个刮板运输机(6)；
开始放煤后，利用倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)对后液压支架后连杆(4)、激光扫描装置(5)和刮板运输机(6)相对位置进行标定，工控机(2)接受激光雷达(501)发送的点云数据处理得到刮板运输机(6)上煤量截面高度轮廓，
根据从井下机控中心获取的刮板运输机(6)上的煤流速度信息，建立数字地形模型进行网...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡而已，孙益壮，张耀，孙鸿兵，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32