[实用新型]一种连采机快速准直控制系统

说明书

一种连采机快速准直控制系统，连采机通过安装于其上的陀螺仪、加速度计和里程计测得的连采机的运动轨迹信息，经PLC控制系统运算处理后的信息，通过容集于高压电缆内的光缆传输给远程的上位机，上位机实时的反映出高精度的连采机运动轨迹信息，上位机实时对反馈回来的连采机运动轨迹与既定的运动轨迹进行比较，并通过PID控制器的运算处理后，并实时修正连采机运动方向；本系统结构简单、实用性强、精度高，克服了激光准直方法在实际应用中存在的局限性和GPS导航系统准直方法受矿道中复杂工作环境的影响，为技术人员提供高精度的采煤机运动轨迹信息，并且能够根据实时直线度情况指导工作人员修正采煤机的工作方向。

技术领域

本发明涉及一种连采机快速准直控制系统，特别涉及一种三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计和里程计组合的捷联式惯性导航系统应用于露天煤矿连采机快速准直控制系统。

背景技术

露天煤场在进行挖掘工作时，为保证施工及山体安全，国家法规要求每个矿道间有一定间隔来用于支撑山体。所以在挖进作业时，为防止坑道之间相互挖穿而导致的安全问题，因此最大化保证每条矿道的直线度是实现安全生产的最主要的指标。

连采机坑道直线度检测技术主要分为两种，传统方法一般使用激光准直仪进行矿道的对直校验。此方法对工作环境的要求较高，对于采煤过程中，连采机本身强烈的抖动和矿道中大量的粉尘都对激光准直造成巨大的影响，激光准直法只能在矿道口的四、五米起到比较好的对直效果。因此传统方法在实际应用中存在非常大的局限性。另一种方法是基于导航系统定位，此方法可以克服矿道中复杂工作环境的影响，实现连采机直线掘进。但目前比较流行的GPS在矿道中工作时无法正常接受和发送信号，导致基于GPS导航系统的对直方法存在缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种连采机快速准直控制系统。该系统是基于惯性导航系统和里程计组合而成的连采机快速准直控制系统，连采机从工作面煤层的起始点开始向前掘进时，通过安装于连采机上的惯性导航系统和里程计测量此时连采机的位置和姿态信息以及速度信息，通过光纤通信的方式传输给下位机，经过下位机的运算处理实时的反映出高精度的连采机运动和姿态信息，上位机实时判断连采机运动轨迹的直线度，并实时控制连采机运动方向。惯性导航系统中的三轴光纤陀螺仪和三轴加速度计直接采集连采机在惯性空间的转动角速度和线性加速度信息，通过光纤通信的方式传输给下位机，下位机计算机系统的运算得到连采机的运动速度、航线、姿态和位置信息，实时传输给上位机；利用安装于轨道连采机行走部的里程计测量其行走速度与距离信息，通过光纤通信方式向下位机反馈此时连采机的速度与距离信息，通过下位机的运算处理得到连采机的速度信息，实时传输给上位机；上位机通过改进型卡尔曼快速滤波程序对惯性导航系统测得运动速度、航线、姿态和位置信息和里程计测得的速度与距离信息进行融合，以提高系统测量的精度和稳定性；再以航位角推算原理上位机解析出连采机实时位置和姿态信息，根据实时位置和姿态信息对轨道连采机掘进方向进行实时修正，以保证连采机按照既定直线掘进。

为了实现本发明的目的，我们将采用如下技术方案予以实施。

一种连采机快速准直控制系统，包括连采机，连采机在露天煤矿的煤层工作面进行采煤作业，其特征在于：还包括光缆、上位机、以太网、下位机、信号交换机以及若干个传感器，所述的若干个传感器和下位机均安装于连采机上,所述的若干个传感器采用总线型结构连接，所述的下位机的数据采集接口与所述的总线连接，下位机的通信接口与信号交换机连接，信号交换机通过光缆与采煤巷道口外的以太网连接，以太网连接上位机。

进一步，所述的光缆容集于高压电缆内。

更进一步，所述的高压电缆在采煤巷道内分段设置于连采机及其后续接的每一节采煤辅助设备车上，分段设置的高压电缆之间通过高压电缆连接器连接。

更进一步，所述的高压电缆内还容集有高压接地电缆以及低压电缆，用于给连采机提供电力支持。