一种采煤机的定位方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采煤机的定位方法、系统和装置，包括：获取采煤机的位置和截割部的角度数据；获取采煤机的里程数据；根据所获取的采煤机里程数据和截割部的角度数据，利用航位推算算法确定采煤机的采煤位置和方向。有效规避了煤矿井下复杂工况对惯导系统的影响，增强了惯性导航系统的使用性能。同时避免了惯性导航系统中加速度计的两次积分，并降低了位置解算的频率，能够有效的消除综采工作面的纯惯性导航的漂移误差。导航的漂移误差。导航的漂移误差。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤机的定位方法、系统和装置


[0001]本专利技术涉及采煤机
，尤其涉及一种采煤机的定位方法、系统和装置。

技术介绍

[0002]井工开采是煤炭生产的主要方式，当今的煤炭工业无论是生产矿井的管理、教学还是科研体系都是基于传统的人工模式，无法适应信息社会发展需求的数字煤矿、智慧煤矿、少人或无人煤矿的具体需要，严重的制约了煤炭工业安全、高效、绿色的健康发展和向高科技型企业的转型。
[0003]目前综采三机设备已实现了工作面集中监测和控制，但采煤机、液压支架和刮板机等主要设备仍为单机集中控制，各个综采设备之间相对独立，并且三机的联动大多数需要人工干预，因此为实现综采装备智能化，必须实现智能采煤机、智能液压支架、智能刮板机协同自动化，其中：
[0004]基于红外的采煤机定位技术是将红外发射装置安装在采煤机上，红外接收装置安装在工作面各液压支架上，采煤机运行过程中发射装置发射脉冲，接收装置接收脉冲，从而判断出采煤机相对于液压支架的运行位置，但由于粉尘遮挡、动态测量的影响，使得总体定位精度不高，局限性较大。
[0005]基于无线传感网络的定位技术是在采煤机机身上固定无线定位传感器，并把无线标签传感器和高度传感器安装至液压支架顶梁，用高度传感器监测液压支架支护高度，再根据液压支架间的中心距，得到无线标签传感器的基准坐标值，利用定位传感器和标签传感器之间的无线脉冲信号传输时间和角度，计算采煤机与液压支架之间的距离和角度。但由于采煤过程中的频繁移架，使得基准位置难确定、无线信号易受干扰，不能满足定位实时性及精度要求。
[0006]基于轨道里程计的定位技术是通过采煤机行走部的齿轮转动圈数计数，再将圈数乘以齿轮的周长，计算出采煤机的行走位移，然后根据液压支架的中心间距推算出采煤机在哪个液压支架处，进而确定采煤机在工作面的位置。由于此技术只能测出采煤机的行走距离，无法获得采煤机在工作面的三维精准位置，因此无法作为自动化生产中的采煤机定位技术应用。
[0007]因此，如何能够在采煤机工作的过程中实现采煤机的精准定位，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本专利技术提供一种采煤机的定位方法、系统和装置，能够实现工作过程中采煤机的准确定位。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]一方面，本专利技术提供的一种采煤机的定位方法，包括
[0011]获取采煤机的位置和截割部的角度数据；
[0012]获取采煤机的里程数据；
[0013]根据所获取的采煤机里程数据和截割部的角度数据，利用航位推算算法确定采煤机的采煤位置和方向。
[0014]可选地，所获取的采煤机角度包括航向角、俯仰角和横滚角。
[0015]可选地，所述采煤机的角度信息通过陀螺仪进行获取。
[0016]可选地，所述采煤机的位置信息通过导航定位模块进行获取。
[0017]可选地，所述采煤机的里程信息通过里程计进行获取。
[0018]可选地，在获取采煤机的角度时，需要在采煤机保持直线运行的状态下获取。
[0019]另一方面，本专利技术提供的一种采煤机的定位系统，包括：
[0020]导航定位模块，所述导航定位模块设置于采煤机电气部的中部，用于采集采煤机电气部中部的位置数据；
[0021]位置编码器，所述位置编码器设置于采煤机的工作面上，用于对导航定位模块所采集的采煤机的位置数据进行编码解算，并将解算后的数据传输至数据采集器中；
[0022]里程计，所述里程计固定设置于采煤机的牵引部件上，用于测量采煤机的移动速度，并将所采集的里程数据传输至控制器上；
[0023]陀螺仪，所述陀螺仪固定设置于采煤机截割部的左右截割摇臂上，用于测量采煤机截割部的角度；
[0024]数据采集器，所述数据采集器设置于外部控制室中，用于采集所述位置编码器、所述陀螺仪和所述加速度计所监测的数据并输出；
[0025]加速度计，所述加速度计设置于采煤机的机体上，用于测量采煤机运行中的加速度；
[0026]控制器，所述控制器用于接收所述采集器输出的数据和里程计所监测的里程数据，进行导航运算和组合滤波运算后输出至外部显示单元上显示采煤机的位置和方向信息。
[0027]可选地，所述导航定位模块为GLONASS导航定位模块。
[0028]可选地，所述控制器为导航计算机。
[0029]另一方面，本专利技术提供的一种采煤机的定位装置，包括：
[0030]角度和位置获取模块，用于获取采煤机截割部的角度和位置信息；
[0031]里程信息获取模块，用于获取采煤机的里程信息；
[0032]定位模块，用于根据所获取的采煤机里程信息和截割部的角度信息，根据航位推算算法确定采煤机的采煤位置和方向。
[0033]本专利技术技术方案的主要优点如下：
[0034]本专利技术的采煤机的定位方法通过获取采煤机的位置和截割部的角度数据和采煤机的里程数据，利用航位推算算法确定采煤机的采煤位置和方向，避免了惯性导航系统中加速度计的两次积分，并降低了位置解算的频率，能够有效的消除综采工作面的纯惯性导航的漂移误差。
附图说明
[0035]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部
分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0036]图1为本专利技术一实施例的采煤机的定位方法的流程示意图；
[0037]图2为本专利技术一实施例提供的采煤机的定位系统框图；
[0038]图3为本专利技术一实施例提供的采煤机的定位方法中获取角度的结构示意图。
[0039]图4为本专利技术一实施例提供的采煤机的定位方法中采用航位推算法在进行导航定位的数据路径传输图。
具体实施方式
[0040]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具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0041]以下结合附图，详细说明本专利技术实施例提供的技术方案。
[0042]实施例1
[0043]如附图1所示，本专利技术实施例提供了一种采煤机的定位方法，该方法包括：
[0044]获取采煤机的位置和截割部的角度数据；
[0045]获取采煤机的里程数据；
[0046]根据所获取的采煤机里程数据和截割部的角度数据，利用航位推算算法确定采煤机的采煤位置和方向。
[0047]需要说明的是，航位推算法算法也即航位推算法，是在知道当前时刻位置的条件下，通过测量移动的距离和方位，推算下一时刻位置的方法。
[0048]在本实施例的一些可选的实现方式中，采用航位推算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机的定位方法，其特征在于，包括获取采煤机的位置和截割部的角度数据；获取采煤机的里程数据；根据所获取的采煤机里程数据和截割部的角度数据，利用航位推算算法确定采煤机的采煤位置和方向。2.根据权利要求1所述的一种采煤机的定位方法，其特征在于，所获取的采煤机角度包括航向角、俯仰角和横滚角。3.根据权利要求1所述的一种采煤机的定位方法，其特征在于，所述采煤机的角度数据通过陀螺仪进行获取。4.根据权利要求1所述的一种采煤机的定位方法，其特征在于，所述采煤机的位置数据源通过导航定位模块进行获取。5.根据权利要求1所述的一种采煤机的定位方法，其特征在于，所述采煤机的里程数据通过里程计进行获取。6.一种采煤机的定位系统，其特征在于，包括：导航定位模块，所述导航定位模块设置于采煤机电气部的中部，用于采集采煤机电气部中部的位置数据；位置编码器，所述位置编码器设置于采煤机的工作面上，用于对导航定位模块所采集的采煤机的位置数据进行编码解算，并将解算后的数据传输至数据采集器中；里程计，所述里程计固定设置于采煤机的牵引部件上，用于测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永峰，王丽杰，李张华，王磊，张晶晶，杨镇瑞，高鹏，闫鹏伟，孙天瑞，张丹，潘晨，王达，王龙宇，尹淑，毛顺丹，李小朋，樊帅，赵国萍，汪洋，要晓凯，黄晓辉，
申请(专利权)人：太重煤机有限公司，
类型：发明
国别省市：