[发明专利]一种采煤机位置编码定位装置及方法

说明书

本发明提供一种采煤机位置编码定位装置及方法，属于采煤机定位技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种采煤机位置编码定位装置硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括编码定位尺、读码解码器和接口模块，编码定位尺设置在与刮板输送机为一体的采煤机动力电缆槽上，读码解码器设置在编码定位尺上并能够随采煤机移动；其中读码解码器包括微处理器、红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和红外接收器分别设置在编码定位尺的两侧实现对射，所述微处理器将接收到的或通或断的红外信号生成的二进制编码解算为对应的采煤机位置值，并通过接口模块发送至采煤机控制系统或需要采煤机位置的系统；本发明应用于采煤机。

技术领域

本发明一种采煤机位置编码定位装置及方法，属于采煤机定位技术领域。

背景技术

综合机械化采煤，简称综采，是煤矿生产工作面利用采煤机落煤和装煤、利用刮板输送机运煤、利用液压支架支护顶板和采空区处理的一种采煤工艺。在综采智能化实施过程中，采煤机精确定位是采煤机记忆割煤、液压支架自动跟机动作以及综采工艺决策的基础。目前，采煤机定位方法主要有３种：红外传感器定位、编码器定位和惯性导航装置定位。

（1）红外传感器定位。红外传感器定位是将红外发射装置安装在采煤机上，在每台支架上安装红外接收装置。当采煤机经过液压支架时，支架上的红外接收装置接收到红外发射装置信号再输出开关信息，从而确定采煤机相对于支架的位置。由于采煤机上发射的红外线通常是扇形区域，可能导致多台液压支架的红外接收装置同时接收到信号，影响采煤机的定位准确性。红外传感器定位方法能够为采煤机提供相对于支架的参考位置，定位精度低，一般为液压支架的宽度。此外，在工程应用中，红外传感器经常出现遮挡、移位以及发射装置与接收装置错位等情况，导致数据丢失，从而引起采煤机定位出现丢架、跳架的情况。

（2）编码器定位。编码器定位方法是在采煤机的牵引部位安装编码器，记录采煤机的增量位置。编码器的定位精度高，故障少，使用方便，目前已被广泛使用。但是编码器的检测原理决定其存在累积误差，在工作面回采过程中往往需要定时校正。并且在采煤机的运行过程中会偶尔出现打滑现象，也会造成编码器的检测值存在误差，从而影响采煤机的定位精度。还有编码器的安装定位孔需提前预留，后期增加的操作难度较大。

（3）惯性导航定位。惯性导航技术的核心技术之一就是采煤机的定位及绘制采煤机的运行轨迹，国内外在采煤机定位中应用的惯性导航装置均采用捷联方式。在捷联式惯性导航系统运行之初，通常需要通过位置校正算法进行位置标定，即通过北斗或GPS等导航卫星的坐标信息对导航坐标系校正标定。 然而，在煤矿井下工作面无法接收北斗或GPS信号。因此，每次开机初始化标定时，无论采煤机处于何种绝对位置和姿态，均会被初始化为预设值。这就使得惯性导航仅能提供采煤机的相对位置信息。除此之外，惯性导航的光纤陀螺仪和加速度计在运行过程中存在误差，当采煤机长时间运行后，产生的累积误差可能导致导航结果偏差较大；需要通过位置校正算法对惯性导航装置在导航坐标系中的位置进行校正。还有，惯性导航装置输出的采煤机姿态信息是从载体坐标系转换到导航坐标系的结果。因此，在理想状态下，光纤陀螺仪和加速度计的三轴交汇点应该是采煤机的几何中心。这在实际工程中几乎是不可能实现的，而中心点的错位将会形成杆臂效应，造成系统误差。惯性导航还有一个缺点则是成本高，少则几十万、多则几百万。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种采煤机位置编码定位装置硬件结构及定位方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种采煤机位置编码定位装置，包括编码定位尺、读码解码器和接口模块，所述编码定位尺设置在与刮板输送机为一体的采煤机动力电缆槽上，所述读码解码器设置在编码定位尺上并能够随采煤机移动，所述接口模块设置在采煤机电控箱内；