悬臂式掘进机的位姿测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种悬臂式掘进机的位姿测量系统，其包括：激光指向测距仪和光测角仪。激光指向测距仪分别发出可见激光与红外测距激光，可见激光经光测角仪凸透镜在其焦平面成像，由像点坐标得到光测角仪的光轴相对于激光光束的方向角α′和俯仰角β′，由于预设的光测角仪的光轴与掘进机机身轴线平行，则α′、β′为机身轴线相对于激光光束的方向角和俯仰角，通过平行于掘进机基准平面安装的倾角传感器可得到机身相对于水平面的横滚角γ，进而修正由γ对方向角α′、俯仰角β′测量的影响，完成掘进机相对激光光束的方向角α、俯仰角β及相对水平面横滚角γ姿态参数的测量。由测距激光得到距掘进机机身距离结合激光指向测距仪的位置坐标、光束发射角度参数可得到掘进机位置坐标。由系统输出数据还可得到掘进工作量等信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿采掘设备的位置和姿态(以下简称位姿)检测的
， 特别是涉及一种悬臂式掘进机的位姿测量系统。
技术介绍
悬臂式掘进机是一种部分断面掘进机，其结构特点是在回转座上装有截割用可伸缩悬臂，在悬臂前端装有截割头，通过截割头的旋转和悬臂的上、下、左、右摆动，依次破落煤(岩)，根据对截割头的运动轨迹控制，可截割出梯形、拱形、矩形等断面的巷道，掘进机同时具有装载及行走功能。悬臂式掘进机是我国煤巷综合机械化生产中应用最广泛的巷道掘进机械装备。采用悬臂式掘进机在巷道掘进作业中的一般工艺流程是准备(掘进机行走到位)一割煤(截割)、进料、出煤(渣)一临时支护一永久支护一下一循环。人工操作悬臂式掘进机在巷道掘进作业时，主要依靠激光指向器在巷道断面上形成的光斑作为参考，通过手动操作控制掘进机截割头的运动轨迹，从而形成截割断面。由于工作环境极其恶劣，影响作业人员的健康，安全隐患较大，且截割过程中产生的粉尘严重影响操作人员的视线，极易造成超挖、欠挖现象，虽然在实际施工时还配备了辅助人员反馈前方截割情况，但效果不理想，截割断面不规整，且人员的增加导致安全系数进一步降低，所以在截割作业时采本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种悬臂式掘进机的位姿测量系统，其特征在于：设于巷道内的用于给出巷道掘进方向的激光指向测距仪（１）、设于掘进机上且与掘进机机身轴线平行的光测角仪（２）；光测角仪（２）包括平行于掘进机基准平面设置的倾角传感器（１０）；工作时，激光指向测距仪（１）分别发出可见激光与红外测距激光，所述可见激光经光测角仪（２）中的凸透镜（１１）在其焦平面成像，由所述可见激光在该焦平面上的像点坐标得到光测角仪（２）的光轴相对于所述可见激光的方向角α′和俯仰角β′，由于光测角仪（２）的光轴与掘进机机身轴线平行，α′、β′即为掘进机机身轴线相对于所述可见激光的方向角和俯仰角，通过所述倾角传感器可得到掘进机机身相对于水平...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓国华，朱承建，周李兵，贾洪刚，顾巧明，陆铮，王全国，贺耀宜，杨帆，陈晓晶，赵立厂，张立斌，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司，中煤科工集团常州自动化研究院，
类型：发明
国别省市：32