[发明专利]基于机器人的工作面液压支架姿态和直线度检测装置及方法

说明书

本发明属于智能开采领域，具体是一种基于机器人的工作面液压支架姿态和直线度检测装置及方法。解决了检测无人工作面液压支架姿态和直线度的问题，包括行走装置，安装在首架以及尾架底座上的固定参考基准激光发射装置，安装在行走装置上部的检测作业装置，安装在行走装置内部的控制通讯系统和电源系统以及安装在行走装置前后的激光雷达导航装置。本发明不改造液压支架上固有结构，以激光线为固定参考基准，基于移动机器人，对每个液压支架的空间姿态及整体液压支架直线度进行检测，有效地消除了累积误差。

技术领域

本发明属于智能开采领域，具体是一种基于机器人的工作面液压支架姿态和直线度检测装置及方法。

背景技术

目前，煤矿开采正由综合机械化开采向自动化和智能化方向发展，其追求的目标是少人化和无人化。但无人工作面直线度检测和控制问题极大地困扰着国内无人工作面的智能化进程，由于一些原因经常出现推移刮板输送机和拉移液压支架不到位，所以两三刀后就会出现支架错位歪斜扭曲，导致无法正常生产下去而必须人工检测支架姿态和直线度并调整才能继续工作，极大的降低了无人工作面的生产效率。

发明内容

本发明为了解决检测无人工作面液压支架姿态和直线度的问题，提供一种基于机器人的工作面液压支架姿态和直线度检测装置及方法。

本发明采取以下技术方案：一种基于机器人的工作面液压支架姿态和直线度检测装置，包括行走装置，安装在首架以及尾架底座上的固定参考基准激光发射装置，安装在行走装置上部的检测作业装置，安装在行走装置内部的控制通讯系统和电源系统以及安装在行走装置前后的激光雷达导航装置。

进一步的，检测作业装置包括底板、激光接收板、特征轮廓扫描装置、漫反射板、摄像头和气体浓度检测传感器，底板两端安装有两块平行设置且高低不同的激光接收板，高度低的激光接收板下部安装有特征轮廓扫描装置，另一块激光接收板从上到下一次安装有漫反射板、摄像头和气体浓度检测传感器。

进一步的，固定参考基准激光发射装置包括控制器、活动面板、激光测距仪、固定边框和参考激光束发射器，固定边框上安装有控制器，固定边框内部安装有活动面板，固定边框上部安装有控制活动面板移动的活动面板调整装置，活动面板上安装有两个参考激光束发射器，两个参考激光束发射器之间设置有激光测距仪，控制器控制活动面板调整装置、参考激光束发射器和激光测距仪。

一种基于机器人的工作面液压支架姿态和直线度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S100～首先让安装在首架上的固定参考基准激光发射装置开始工作，利用两点（首尾两架）决定一条直线原理，控制器控制调整装置调好活动面板的方向并发出激光束，然后开始让本装置在液压支架上从第二架开始依次移动。

S200～在移动过程中，利用两个平行激光接收板接收两束激光的坐标以及从固定参考基准激光发射装置测到的机器人距离，确定机器人相对固定参考基准的姿态，同时利用特征轮廓扫描仪，测得代表液压支架姿态的特征表面形状，从而计算出待测支架相对扫描仪的相对位置，得到每个液压与固定参考基准的相对姿态及所测支架的直线度。

S300～液压支架姿态及直线度具体计算模型如下，支架共有N+1架，选取液压支架底座上一个特征轮廓中的特征点为统一测量点，上行时，首架（编号0）为固定参考基准，设其坐标为绝对零点T₀=（a₀，b₀，c₀，d₀，e₀，f₀）=（X移（mm），Y移（mm），Z移（mm），X转（度），Y转（度），Z转（度））=（0，0，0，0，0，0）；同理，下行时，尾架（编号N）为固定参考基准。