掘进机的控制方法、掘进机和可读存储介质技术

本发明专利技术提出了一种掘进机的控制方法、掘进机和可读存储介质。其中，掘进机的控制方法包括：根据巷道类型及对应的巷道边界的边界参数建立截割模型；获取截割部的当前位置及当前位置与巷道边界的距离；根据截割模型、截割部的当前位置及掘进机的截割参数，确定截割边界阈值；根据截割边界阈值和距离，对掘进机进行控制。通过本发明专利技术提供的掘进机的控制方法，能够实时动态求解截割部当前位置与巷道设计边界的距离，实时动态求解四个方向上的截割边界阈值，以求解出的截割边界阈值作为判断依据，作为掘进机的执行条件，实现自动截割边界的平整化，减少超挖与欠挖现象，实现掘进机自动截割的精准成型，有效减小截割到位的判断误差。有效减小截割到位的判断误差。有效减小截割到位的判断误差。

【技术实现步骤摘要】
掘进机的控制方法、掘进机和可读存储介质


[0001]本专利技术涉及掘进机
，具体而言，涉及一种掘进机的控制方法，一种掘进机，一种可读存储介质。

技术介绍

[0002]为响应国家发展号召，实现井下掘进工作面少人化、无人化的目标，势必要对截割面的成型质量做严格把控。目前，一些智能化掘进机装载了油缸行程传感器、车身姿态传感器等，已经具备远程启动、并按照设定的截割区域进行自动截割作业的功能。但由于掘进机与巷道的相对位置不方便测定且作业过程中易发生改变、加之不同矿井截割工艺存在差异。在不同巷道尺寸下，截割部摆动到边界时，截割部的有效的截割范围与侧壁的切点不是固定位置，工作面成型质量不易控制，导致掘进工作面侧壁成型效果较差，存在大量的超挖与欠挖现象，不便于煤矿工人进行侧壁的锚护。
[0003]目前，在自动截割过程中，通常设置一个固定的边界预警值。当通过传感器数据计算出截割头中心与侧壁距离小于或等于设定的边界预警值时，则认为达到了截割边界，截割头停止摆动或向其余方向运动。
[0004]采用边界预警的方法可有效限定截割区域，但边界预警值设置为固定常量，则会存在以下问题：
[0005]1)截割头旋转过程中的包络轮廓为有效截割区域，但不同型号的悬臂式掘进机截割头尺寸参数不尽相同，边界预警值设置为常量不能满足所有型号掘进机自动截割的工艺需求；
[0006]2)由于截割头包络旋转起来后的有效截割区域为不规则锥形，截割过程中与巷道四个边界的切点不固定，以固定的边界预警值作为截割到位的判断依据存在较大误差。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0008]为此，本专利技术的一个方面在于提出了一种掘进机的控制方法。
[0009]本专利技术的另一个方面在于提出了一种掘进机。
[0010]本专利技术的再一个方面在于提出了一种可读存储介质。
[0011]有鉴于此，根据本专利技术的一个方面，提出了一种掘进机的控制方法，掘进机包括截割部，掘进机的控制方法包括：根据巷道类型及对应的巷道边界的边界参数建立截割模型；获取截割部的当前位置及当前位置与巷道边界的距离；根据截割模型、截割部的当前位置及掘进机的截割参数，确定截割边界阈值；根据截割边界阈值和距离，对掘进机进行控制。
[0012]本专利技术提供的掘进机的控制方法，用于(智能化)掘进机，掘进机包括截割部。首先，对不同类型巷道进行截割边界范围建模，对与巷道类型对应的巷道边界的边界参数建模分析，如对等腰梯形(含矩形)巷道的边界参数建模分析，得到对应的截割模型。之后，获取截割部处于巷道的当前位置，根据截割模型、截割部的当前位置及掘进机的截割参数，可
动态求解出截割头处于巷道任意位置处，其采用自动截割工艺时在水平与竖直方向上的截割边界阈值。考虑到不同型号的悬臂式掘进机截割头尺寸参数不尽相同，将掘进机的截割参数参与到截割边界阈值计算当中，从而能够满足所有型号掘进机自动截割的工艺需求。最后，以截割边界阈值为判断依据，通过实时计算出的截割部到巷道边界的距离与截割边界阈值的大小关系，作为截割部升降油缸与回转油缸动作的执行条件，以期实现自动截割边界的平整化，减少超挖与欠挖现象。通过本专利技术提供的掘进机的控制方法，能够实时动态求解截割部当前位置与巷道设计边界的距离，实时动态求解四个方向上的截割边界阈值，以求解出的截割边界阈值作为判断依据，作为掘进机的执行条件，实现自动截割边界的平整化，减少超挖与欠挖现象，实现掘进机自动截割的精准成型，有效减小截割到位的判断误差。
[0013]智能化掘进机的自动截割方式为在巷道工作面(巷道尺寸断面)内逐层截割，但由于不同巷道工作面参数不同，且截割头在不同位置时水平摆动与竖直摆动的距离也不同。因此，需根据不同的巷道类型做具体分析。
[0014]本专利技术提供的掘进机的控制方法适用于所有类型的井工矿巷道。
[0015]根据本专利技术的上述掘进机的控制方法，还可以具有以下技术特征：
[0016]在上述技术方案中，根据截割模型、当前位置及掘进机的截割参数，确定截割边界阈值的步骤，具体包括：根据截割模型和当前位置，确定当前时刻截割部所需的截割尺寸；根据截割尺寸和截割参数，确定截割部摆动到与巷道边界相切时的摆动角度；根据截割尺寸、摆动角度及截割参数，确定截割边界阈值。
[0017]在该技术方案中，对根据截割模型、当前位置及掘进机的截割参数确定截割边界阈值进行了限定。具体而言，根据截割模型、截割部的当前位置，可以获取当前时刻截割头在水平方向与竖直方向所需的截割尺寸。然后，根据截割尺寸及掘进机的截割参数，计算出截割部摆动到与巷道边界相切时截割部的摆动角度，包括水平摆动角度及竖直摆动角度。再后，根据截割尺寸、摆动角度及截割参数，计算出截割边界阈值。通过本专利技术的技术方案，通过对巷道的边界参数及截割头实时坐标的建模计算，可以获取当前时刻截割部基于自动截割工艺所需的摆动距离；并且，根据此距离及截割参数，准确给出掘进机在巷道不同位置，截割头摆动与巷道边界极限位置相切时的摆动角度；并且，根据此距离、摆动角度及截割参数，动态求解截割边界阈值，从而满足所有型号掘进机自动截割的工艺需求，实现掘进机自动截割的精准成型，有效减小截割到位的判断误差。
[0018]目前智能化系列掘进机的截割头包络的有效切割区域形状，主要由三部分组成，最前端的圆弧、中间部分的斜截齿以及根部的底座截齿。在实际使用时，掘进机一般均处于巷道较为中心的位置，当截割头摆动到巷道边界时，掘进机的回转角度均处于较大值，其与巷道四个边界的切点均在截割头包络最前端的圆弧上。针对以上特点，本专利技术以截割头包络最前端，即圆弧顶点为截割边界阈值计算参考点，当此点与巷道边界距离等于截割边界阈值时，即截割部与巷道边界相切。
[0019]在上述任一技术方案中，截割部包括截割臂和截割头，截割参数包括：基于截割部处于无伸缩状态的情况下，截割臂的长度；基于截割臂的升降角度为零的情况下，截割头的离地高度；截割头包络的前端圆弧的半径；掘进机的机身中心在初始时刻偏离巷道中心线的距离。
[0020]在该技术方案中，智能化掘进机其截割部包括截割臂和截割头。由于智能化掘进机均具备截割部的伸缩功能，在截割不同位置时截割部会自动进行伸缩调整，使工作面最终成型为一个平面。并且矿山会根据巷道尺寸选择型号匹配掘进机。因此，在巷道边界位置时，为截割头包络的前端圆弧与巷道四个侧壁相切。基于此，确定本专利技术所需的截割参数。截割参数包括截割部无伸缩时截割臂的长度，截割臂的升降角度为零时截割头离地的高度，截割头包络的前端圆弧的半径，掘进机的机身中心在初始时刻偏离巷道中心线的距离，但不限于此。通过本专利技术的技术方案，获得的截割边界阈值更为准确，以此截割边界阈值作为截割到位的判断依据误差小，能够更好地实现智能化掘进机自动截割的精准成型。
[0021]在上述任一技术方案中，截割尺寸包括水平方向的摆动距离与竖直方向的摆动距离；以机身中心垂直于巷道工作面的线条为基线，回转角度包括左摆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掘进机的控制方法，所述掘进机包括截割部，其特征在于，所述掘进机的控制方法包括：根据巷道类型及对应的巷道边界的边界参数建立截割模型；获取所述截割部的当前位置及所述当前位置与所述巷道边界的距离；根据所述截割模型、所述当前位置及所述掘进机的截割参数，确定截割边界阈值；根据所述截割边界阈值和所述距离，对所述掘进机进行控制。2.根据权利要求1所述的掘进机的控制方法，其特征在于，所述根据所述截割模型、所述当前位置及所述掘进机的截割参数，确定截割边界阈值的步骤，具体包括：根据所述截割模型和所述当前位置，确定当前时刻所述截割部所需的截割尺寸；根据所述截割尺寸和所述截割参数，确定所述截割部摆动到与所述巷道边界相切时的摆动角度；根据所述截割尺寸、所述摆动角度及所述截割参数，确定所述截割边界阈值。3.根据权利要求2所述的掘进机的控制方法，其特征在于，所述截割部包括截割臂和截割头，所述截割参数包括：基于截割部处于无伸缩状态的情况下，截割臂的长度；基于所述截割臂的升降角度为零的情况下，所述截割头的离地高度；所述截割头包络的前端圆弧的半径；所述掘进机的机身中心在初始时刻偏离巷道中心线的距离。4.根据权利要求3所述的掘进机的控制方法，其特征在于，所述截割尺寸包括水平方向的摆动距离与竖直方向的摆动距离；以所述机身中心垂直于巷道工作面的线条为基线，所述摆动角度包括左摆动的第一回转角度和右摆动的第二回转角度，以及上摆动的第一升降角度和下摆动的第二升降角度，所述截割边界阈值包括左侧截割边界阈值、右侧截割边界阈值、上侧截割边界阈值和下侧截割边界阈值。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：马喜然，刘懿锋，刘洋，
申请(专利权)人：三一重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：