[发明专利]一种掘进机横向偏移测量方法

说明书

本发明公开了一种掘进机横向偏移测量方法，包括如下步骤：1）在巷道的初始校准点安装两独立的上下交叉成一定的角度θ的竖直平面反射面F1和F2，反射面F1和F2的长度方向位于水平方向并与巷道宽度匹配；2）在掘进机上安装有激光测距仪A和激光测距仪B，激光测距仪A和激光测距仪B位于不同高度以分别对应测量两反射面F1和F2之间的距离；3）轴建立三维坐标；4）掘进过程中，实时监测掘进机的掘进距离LX，激光测距仪A与反射面F1之间的距离为LA，以及激光测距仪B与反射面F2之间的距离为LB；5）掘进机控制器根据步骤4）测得的偏移方向和偏移距离进行实时自动修正轨迹。本测量方法具有测量时不易脱靶、测量覆盖范围全面等优点。

技术领域

本发明涉及掘进机位姿检测技术领域，具体是涉及一种掘进机横向偏移测量方法。

背景技术

随着矿用巷道掘进机控制技术的发展，目前，远程操控掘进机已逐渐成为新兴的智能化煤矿采掘机械。而掘进机在井下的位姿测量已成为远程操控掘进机控制系统研究的基础。

以掘进机前进方向为X轴正方向，垂直于X轴的水平向右为Y轴正方向，竖直向上为Z轴正方向建立巷道坐标系，则掘进机的位姿参数由4个单项因数组成：偏向角，横滚角，俯仰角，横向偏移。掘进机在实际工作中，其机身位姿可能出现上述参数中的一种，也可能是多种状态组合，其机身的三个位置角度可采用惯性导航组件进行测量，而横向偏移则不能。

目前横向偏移的测量主要采用单靶激光测距的方式，如图1所示。使用巷道已有的初始校准点，在校准点安装两个具有一定角度的反射面F1和F2组成一个接收靶，两反射面之间的夹角可调并可准确获得（具体大小与激光测距仪匹配）。

初始位置时，A和B分别为固定在掘进机上的两个高精度激光测距仪测得设备到F1、F2面之间的距离，其中激光测距仪的测量精度±0.001mm，量程100米；α为两反射面之间夹角的一半，初始位置时距离为A0和B0。

掘进过程中，如果掘进机的掘进轨迹一直是沿着X向进行直线移动，没有Y向平移，则A=B；一旦掘进过程中发生了Y向侧滑（即平移），则A≠B，程序根据A和B的实际值进行判断侧移距离和方向，并将检测结果反馈给掘进机执行机构，进行实时修正轨迹。

1）当A＜B时，则掘进机向-Y方向平移了，平移距离C=(|A-B|/2)tanα；

2）当A＞B时，则掘进机向+Y方向平移了，平移距离C=(|A-B|/2)tanα；

3）当A=B时，则掘进机未发生平移。

此测量方法的接收靶由两个对接的反射面组成，两反射面的对接线位于巷道断面的中心线上，每个反射面负责接收巷道宽度方向一半范围内的激光，每个反射面对应一个激光测距仪。目前的测量方法单个反射面接收范围是巷道宽度的一半，接收范围较小，容易产生测量时激光脱靶的现象，同时在两反射面的交接位置处是一个棱角，激光在这里会产生漫发射效应，大大的减少了反射利用率，难以接收激光信号，导致测量覆盖范围不全面，这就容易形成部分测量数据丢失。因此，创造出一种测量时不易脱靶，测量覆盖范围全面的掘进机横向偏移测量方法是目前要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种掘进机横向偏移测量方法，本测量方法具有测量时不易脱靶、测量覆盖范围全面等优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种掘进机横向偏移测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）在巷道的初始校准点安装两独立的反射面F1和F2，其中，反射面F1和F2均为独立的竖直平面，反射面F1和F2的长度方向位于水平方向并与巷道宽度匹配，反射面F1和F2上下交叉成一定的角度θ；