截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统，方法通过确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航系统，检测掘进机的自身位姿信息；基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，由于惯性导航确定掘进机自身位姿信息的过程不受灰尘环境的影响，并且通过坐标转换的方式，能够更加精准地控制截割臂实现自动截割控制，有效地提高掘进机的截割工作效率。效地提高掘进机的截割工作效率。效地提高掘进机的截割工作效率。

【技术实现步骤摘要】
截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统


[0001]本专利技术涉及作业机械控制
，尤其涉及一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统。

技术介绍

[0002]煤炭开采主要以地下开采为主，目前煤矿开采的深度和难度越来越大，巷道掘进的长度越来越长，综合机械化巷道掘进占比很大，掘进机工作面的环境恶劣，空间狭窄，人员密度大，设备复杂，人员密集作业危险系数高，因此实现掘进机的自动控制成为了煤矿发展的重要方向。目前，掘进机截割过程的自动控制主要基于激光扫描仪实现远程自动控制。
[0003]但是，在巷道井下环境灰尘比较大，对激光测距扫描仪的测量精度影响比较大，影响掘进机的截割工作效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统，用以解决现有技术中截割工作效率低的缺陷，实现通过惯性导航确定掘进机自身位姿信息，然后通过坐标转换的方式，控制截割臂进行自动截割操作，有效地提高了截割工作效率。
[0005]本专利技术提供一种截割臂控制方法，包括：确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航系统，检测所述掘进机的自身位姿信息；基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
[0006]根据本专利技术提供的一种截割臂控制方法，所述确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式之前，还包括：确定巷道的形态结构；基于所述形态结构，构建巷道坐标系。
[0007]根据本专利技术提供的一种截割臂控制方法，所述控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作，包括：基于所述形态结构，确定所述截割臂的截割路径；根据所述截割路径，控制所述截割臂执行截割操作。
[0008]根据本专利技术提供的一种截割臂控制方法，所述控制所述截割臂执行截割操作，包括：
检测所述截割臂执行截割操作时的截割电机电流和截割电机振动频率；根据所述截割电机电流和截割电机振动频率，确定截割面的硬度；基于所述截割面的硬度，调节所述截割电机的工作参数执行截割操作。
[0009]根据本专利技术提供的一种截割臂控制方法，所述检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系，包括：检测截割臂在工作过程中的回转参数、升降参数和伸缩参数；根据所述回转参数、升降参数和伸缩参数，确定所述截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系。
[0010]根据本专利技术提供的一种截割臂控制方法，还包括：监测所述掘进机的各个油缸数据和截割断面的二维画面；根据所述油缸数据和所述截割断面的二维画面，确定所述掘进的工作状态；当所述工作状态表示截割异常时，控制所述掘进机停止工作，并发出故障报警提示。
[0011]本专利技术还提供一种截割臂控制装置，包括：第一确定模块，用于确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；第一检测模块，用于利用惯性导航系统，检测所述掘进机的自身位姿信息；转换模块，用于基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；第二检测模块，用于检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；第二确定模块，用于基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；控制模块，用于根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
[0012]本专利技术还提供一种掘进机，所述掘进机用于执行如上述任一项所述的截割臂控制方法或上述所述的截割臂控制装置。
[0013]本专利技术还提供一种掘进机控制系统，包括：掘进机和远程控制终端；所述掘进机与所述远程控制终端无线通信连接，所述远程控制终端用于控制所述掘进机执行如上述任一项所述的截割臂控制方法。
[0014]根据本专利技术提供的一种掘进机控制系统，所述远程控制终端包括：井上操作台、井下操作台和无线遥控器中的至少一种。
[0015]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述截割臂控制方法。
[0016]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述截割臂控制方法。
[0017]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述截割臂控制方法。
[0018]本专利技术提供的一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统，方法通过确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航系统，检测掘进机的自身位姿信
息；基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，由于惯性导航确定掘进机自身位姿信息的过程不受灰尘环境的影响，并且通过坐标转换的方式，能够更加精准的确定出截割臂相对于巷道坐标系的第三位姿关系，能够更加精准地控制截割臂实现自动截割控制，有效地提高掘进机的截割工作效率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例提供的截割臂控制方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的截割臂控制装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的远程控制终端的原理示意图；图4是本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]下面结合图1
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图4描述本专利技术的一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统。
[0023]图1是本专利技术实施例提供的截割臂控制方法的流程示意图。
[0024]如图1所示，本专利技术实施例提供的一种截割臂控制方法，执行主体可以是车载控制器，也可以是远程控制终端，主要包括以下步骤：101、确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式。
[0025]在一个具体的实现过程中，通过激光传感器、激光标靶和智能摄像头等测量计算出掘进机在巷道中的相对位置关系，指的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种截割臂控制方法，其特征在于，包括：确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航系统，检测所述掘进机的自身位姿信息；基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。2.根据权利要求1所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式之前，还包括：确定巷道的形态结构；基于所述形态结构，构建巷道坐标系。3.根据权利要求2所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作，包括：基于所述形态结构，确定所述截割臂的截割路径；根据所述截割路径，控制所述截割臂执行截割操作。4.根据权利要求3所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述控制所述截割臂执行截割操作，包括：检测所述截割臂执行截割操作时的截割电机电流和截割电机振动频率；根据所述截割电机电流和截割电机振动频率，确定截割面的硬度；基于所述截割面的硬度，调节所述截割电机的工作参数执行截割操作。5.根据权利要求1
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4任一项所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系，包括：检测截割臂在工作过程中的回转参数、升降参数和伸缩参数；根据所述回转参数、升降参数和伸缩参数，确定所述截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立，刘伟健，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：