[发明专利]一种采煤工作面刮板输送机直线度的检测方法

摘要

本发明公开了一种采煤工作面刮板输送机直线度的检测方法，捷联惯导定位装置对采煤机沿刮板输送机运行轨迹进行实时监测，解析出采煤机在载体坐标系下沿刮板输送机运行时的位置和姿态角数据；利用超声波定位系统获得采煤机在系统坐标系下的三维位置信息，来补偿捷联惯导位置累积误差；运用容积卡尔曼滤波算法对组合定位系统的数据进行融合，获取融合后采煤机在组合系统下的位置、姿态角信息；利用采煤机定位中心与刮板输送机直线度换算点之间的几何关系建立非中心几何位置映射，获取采煤机对应下刮板输送机中部槽上各点在载体坐标系下坐标，即得出刮板输送机中部槽的形态；能消除刮板输送机运行过程中的累积误差，从而保证对刮板输送机直线度检测的精度。

主权项

1.一种采煤工作面刮板输送机直线度的检测方法，其特征在于，包括以下具体步骤：A、采用安装在液压支架上的多个超声波定位接收装置和安装在采煤机一侧滑靴正上方的超声波定位发射装置对井下采煤机进行定位，具体为：超声波定位发射装置发射超声波，超声波定位接收装置接收超声波信号，然后根据超声波定位接收装置在坐标系下的位置坐标进行处理计算，得出超声波定位接收装置在超声波定位坐标系下的位置坐标，从而获取采煤机在超声波定位坐标系下的位置坐标；B、捷联惯导定位装置安装在与超声波定位发射装置位置相同的采煤机上，捷联惯导定位装置对采煤机沿刮板输送机运行轨迹进行实时监测，由捷联惯导系统的三轴陀螺仪和三轴加速度计测得采煤机的角速度、加速度信息，由信号处理电路解析出采煤机在载体坐标系下沿刮板输送机运行时的位置、姿态角数据；C、采用捷联惯导/超声波组合定位系统的异步数据融合方式将捷联惯导定位装置和超声波定位装置的位置数据进行融合，通过超声波定位装置获取的采煤机三维位置信息对捷联惯导定位装置解算的采煤机位置进行补偿，以SINS误差方程作为状态方程，量测值选取捷联惯导定位装置解算位置与超声波定位装置解算位置之差，即Z＝p_SINS‑p_UPS。根据组合系统空间状态方程和观测方程，运用容积卡尔曼滤波算法对组合定位系统的数据进行精确滤波，利用融合两种定位方式得到的采煤机在组合系统下的位置(x_t,y_t,z_t)；D、根据捷联惯导/超声波组合定位系统得到的采煤机精确位置信息及捷联惯导系统解算出的采煤机姿态角信息，建立采煤机‑刮板输送机直线度转换模型，针对采煤机的机体定位情况，利用采煤机定位中心与刮板输送机直线度换算点之间的几何关系建立非中心几何位置映射，获取刮板输送机中部槽上各点在载体坐标系下的位置坐标Pt(xt,yt,zt)；E、根据刮板输送机中部槽上各点在载体坐标系下位置坐标和基于采煤机姿态角获取的刮板输送机中部槽上各对应点姿态角信息，最后进行拟合绘图，即得到刮板输送机中部槽的形态，从而实现刮板输送机的直线度检测。