[发明专利]一种悬臂式掘进机截割轨迹验证方法及系统

说明书

本申请提出一种悬臂式掘进机截割轨迹验证方法及系统，其中，方法包括：实时获取悬臂式掘进机机身的横滚角、机身的俯仰角、机身的偏航角、悬臂的俯仰角、悬臂的偏航角以及所述悬臂式掘进机机身在巷道中的距离信息；基于机身的横滚角、机身的俯仰角、机身的偏航角和距离信息实时确定出悬臂式掘进机相对于巷道的位姿;基于悬臂的俯仰角、悬臂的偏航角、和悬臂长度实时确定截割头相对于机身的位姿；基于所述以及所述实时确定出所述截割头相对于巷道断面的位姿；基于各个时刻的所述确定出所述截割头的实际截割轨迹；比对所述实际截割轨迹与预定截割轨迹。本发明提供的验证方法的精度以及自动化程度均较高。

技术领域

本申请涉及悬臂式掘进机技术领域，尤其涉及一种悬臂式掘进机截割轨迹验证方法及系统。

背景技术

悬臂式掘进机被广泛应用于煤矿巷道、地铁隧道挖掘工程的掘进施工中。其中，悬臂式掘进机工作时，通常需要对其截割轨迹进行规划，并控制悬臂式掘进机按照规划好的轨迹进行截割。

相关技术中，通常是由司机手动操作悬臂式掘进机按照规划好的轨迹进行截割，精度较低，且易出现超挖欠挖现象。

发明内容

本申请提供一种悬臂式掘进机截割轨迹验证方法及系统，以至少解决相关技术中的易出现超挖欠挖的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种悬臂式掘进机截割轨迹验证方法，包括：

利用倾角传感器和角度传感器实时获取悬臂式掘进机机身的横滚角、机身的俯仰角、机身的偏航角、悬臂的俯仰角、悬臂的偏航角；确定出所述悬臂式掘进机上悬臂的长度，并实时确定出所述悬臂式掘进机机身在巷道中的距离信息，所述距离信息包括悬臂式掘进机机身到左侧煤壁的距离和悬臂式掘进机机身到前煤壁的距离；

基于所述机身的横滚角、机身的俯仰角、机身的偏航角以及所述距离信息实时确定出所述悬臂式掘进机相对于巷道的位姿;基于所述悬臂的俯仰角、所述悬臂的偏航角、以及所述悬臂的长度实时确定所述悬臂式掘进机的截割头相对于悬臂式掘进机机身的位姿；

基于所述悬臂式掘进机相对于巷道的位姿以及所述截割头相对于悬臂式掘进机机身的位姿实时确定出所述截割头相对于巷道断面的位姿；

基于各个时刻的所述截割头相对于巷道断面的位姿确定出所述截割头的实际截割轨迹；

将所述实际截割轨迹与预定截割轨迹进行比对以对所述悬臂式掘进机截割轨迹进行验证，所述预定截割轨迹为预先规划好的截割轨迹。

本申请第二方面实施例提出一种悬臂式掘进机截割轨迹验证系统，包括：

悬臂式掘进机；

第一倾角传感器，设置在所述悬臂式掘进机的后机架上，用于测量所述悬臂式掘进机机身的横滚角和机身的俯仰角；

第二倾角传感器，设置在所述悬臂式掘进机的悬臂上，用于测量所述悬臂的俯仰角；

第一角度传感器和第二角度传感器，均设置在所述悬臂式掘进机的回转机架上，分别用于测量悬臂的偏航角和机身的偏航角；

超声波传感器，设置在所述悬臂式掘进机机身上，用于测量所述悬臂式掘进机机身在巷道中的距离信息，所述距离信息包括悬臂式掘进机机身到左侧煤壁的距离和悬臂式掘进机机身到前煤壁的距离；

可编程控制器，分别与所述第一倾角传感器、第二倾角传感器、所述第一角度传感器、以及第二角度传感器连接，用于根据所述机身的横滚角、机身的俯仰角、机身的偏航角以及所述距离信息确定出所述悬臂式掘进机相对于巷道的位姿，以及根据所述悬臂的偏航角、所述悬臂的长度确定所述悬臂式掘进机的截割头相对于悬臂式掘进机机身的位姿，并基于所述悬臂式掘进机相对于巷道的位姿以及所述截割头相对于悬臂式掘进机机身的位姿确定出所述截割头相对于巷道断面的位姿；并基于各个时刻的所述截割头相对于巷道断面的位姿确定出所述截割头的实际截割轨迹；