CN111912345A - 一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法 - Google Patents

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CN111912345A CN202010976770.5A CN202010976770A CN111912345A CN 111912345 A CN111912345 A CN 111912345A CN 202010976770 A CN202010976770 A CN 202010976770A CN 111912345 A CN111912345 A CN 111912345A
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Abstract

本发明涉及一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法，适用于煤矿井下使用。包括倾角传感器、电源箱、激光扫描装置、工控机、显示器、顺槽主控计算机，其中激光扫描装置内设有激光雷达、步进电机驱动器、步进电机以及倾角传感器b，电源箱与激光扫描装置、工控机、显示器连接为其提供电源，工控机分别与显示器、激光扫描装置和倾角传感器a线路连接。其能够从采集到的激光点云数据中获取煤量特征，结合刮板运输机速度建立数字地形模型进行网格划分，得到煤流体积，为放煤口关闭提供数据支持。同时基于液压支架的位姿变换特性根据液压支架后连杆的角度变化，对激光扫描装置进行角度自补偿调整，达到不用人工干预的不间断精确化煤量测量。

Description

一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法
技术领域
本发明涉及一种放煤量激光扫描装置及方法，尤其是一种煤矿井下使用的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法，属于煤矿综放工作面智能化开采技术领域。
背景技术
在煤矿综放开采过程中，亟待解决的难题之一是如何正确判断放煤口最佳开闭时间，是目前急待解决的与智能化综放开采相配套的技术问题。目前，对于放煤口的开闭时间主要有两种方法，其一是由放煤工人通过视觉和听觉，以及经验积累来确定放煤口的开闭，这种方式会带来过放或者欠放情况发生，造成大量丢煤或矸石混入现象发生使得资源浪费和增加后期洗选成本，同时放煤过程会产生大量的粉尘和瓦斯，对放煤操作工人的生命健康造成巨大威胁。二是应用电液控制系统来实现放煤口的开闭，基本方法是在电液控制系统中嵌入预先设定的放煤程序,按照预先设定好的放煤动作及放煤时间实现放煤口的开闭。由于煤层厚度等因素的变化,如若放煤口开闭时间一成不变,就必然导致放煤过程中出现过放或者欠放情况,使煤质下降或者资源遭受损失。因此，在智能化放煤过程中，放煤量的在线监测是精准放煤的关键技术，放煤口煤流的动态参数是放煤机构动作和控制的重要依据。井下综放工作面放煤量实时监测的关键是获得落在刮板运输机上部煤流的运动特征信息，通过煤流特征信息推算堆煤量和放煤量大小。由于刮板机上部刮板运煤，煤流相对支架作直线运动，可以采用激光扫描的方法获得堆煤的截面轮廓高度信息，通过对不同时刻的煤流表面轮廓进行激光扫描采样，形成一段时间内的堆煤截面高度参量序列，结合刮板机速度可以计算获得一段时间内的运煤量，而运煤量和放煤支架放煤口的放煤量具有一一对应的关系，即可获得工作面放煤量信息。
基于激光扫描的方法获取放煤量的监测装置一般安置在液压支架上，当液压支架的升起、推移以及尾梁的收放都会使得激光扫描装置与刮板机的相对位置发生变化，甚至由于相对角度的变化，以至于激光扫描装置无法扫描到刮板机上的煤流轮廓。因此，液压支架的位姿是激光扫描装置运行的重要参数，掌握液压支架的位姿并对激光扫描装置进行自适应的补偿调整，有利于激光扫描装置的操作控制以及不间断扫描，是实现真正意义上智能化放煤的关键技术。
发明内容
发明目的：针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，自动化程度高，能够实现综放工作面放煤量实时监测以及液压支架位姿变换对放煤量检测装置进行自补偿，能够根据液压支架位姿进行自适应位姿补偿，能够降低放煤工人劳动强度的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置及方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：它包括倾角传感器a、电源箱、激光扫描装置、工控机、显示器，工控机分别与显示器、与激光扫描装置和倾角传感器a线路连接，
激光扫描装置包括防爆壳，防爆壳内分别设有激光雷达、步进电机驱动器以及倾角传感器b，防爆壳上设有辅助激光扫描装置调整倾角的步进电机，步进电机与步进电机驱动器连接，激光扫描装置壳体端盖处设有视窗，激光扫描装置的视窗对准后刮板运输机安装在液压支架后连杆上并跟随液压支架后连杆摆动，激光扫描装置通过控制其内部步进电机调整相对于液压支架后连杆的相对角度；激光雷达、步进电机驱动器以及倾角传感器b通过线路分别与工控机连接；倾角传感器a设置在液压支架后连杆上，倾角传感器a设置在液压支架后连杆的中段并与液压支架底座转动中心间隔一端距离，倾角传感器a用于实时感知液压支架后连杆的位姿变化，倾角传感器b用于实时感知激光雷达扫描装置的位姿变化。
使用时工作面上每个液压支架都设置有本申请的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，所有的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置均通过线路与顺槽主控计算机连接。
工控机利用激光雷达发送并接受的激光点云数据并进行数据预处理和计算，然后将处理计算结果发送给显示器显示；接收并分析倾角传感器a、倾角传感器b发送的位姿变化数据，然后控制控制步进电机调节激光雷达扫描装置的倾角实现位姿补偿。
电源箱分别通过电源线与倾角传感器a、激光扫描装置、工控机、显示器连接并供电，电源箱为127V转换24V电源，
所述的激光雷型号为LMS111，倾角传感器a和倾角传感器b的型号为SST300防爆型倾角传感器。
一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置的扫描方法，其步骤如下：
首先设备上电，启动激光扫描装置中的激光雷达向刮板运输机发射红外激光，然后接收反射回来的激光点云数据，再将接收到的点云数据通过网口输送给工控机；
工控机利用飞行时间TOF方法对接收到的激光点云数据进行数据预处理，并通过工控机计算出实时连续获得刮板运输机上煤量截面轮廓，并实时在显示器上显示；
根据显示器上的扫描截面轮廓，通过工控机对激光雷达的激光扫描范围根据观察刮板运输机是否都在激光雷达扫描范围内进行调整，以保证激光扫描范围覆盖整个刮板运输机；
开始放煤后，利用倾角传感器a和倾角传感器b对后液压支架后连杆、激光扫描装置和刮板运输机相对位置进行标定，工控机接受激光雷达发送的点云数据处理得到刮板运输机上煤量截面高度轮廓，
根据从井下机控中心获取的刮板运输机上的煤流速度信息，建立数字地形模型进行网格划分，经过累积计算出刮板运输机上的实际煤流量，并将结果实时显示在显示器上；
工控机实时将煤流量传输给顺槽主控计算机，顺槽主控计算机将预先设定的放煤量阀值与实时放煤量进行比较，当刮板运输机上的放煤量超过设定的放煤量阀值，则发出警报，并停止放煤；
工控机实时接收倾角传感器a和倾角传感器b的数据，并根据倾角传感器a和倾角传感器b的倾角变化，依照事先标定的相对位置，通过倾角传感器a和倾角传感器b的变化，根据初始标定的相对位置，计算得出激光扫描装置的角度及其补偿角度；
工控机根据计算得出补偿角度控制步进电机带动激光扫描装置旋转，补偿角度即为步进电机回转的角度，使其达到能够覆盖刮板运输机的理想位置实现激光扫描装置扫描角度的补偿。
激光扫描装置的角度及其补偿角度计算过程为：
当液压支架后连杆和激光扫描装置处于初始的位置1时，此时由倾角传感器a检测的液压支架后连杆俯仰角度标定β1，倾角传感器b检测的激光扫描装置倾角角度标定α1，传输给工控机后标记初始的位置1对应俯仰角度标定(β1，α1)；激光扫描装置内部的倾角传感器b测量的垂直角β1和通过激光扫描装置与刮板运输机靠近刮板运输机一侧边缘的相对坐标位置，相对坐标位置由激光扫描装置在后连杆的安装位置和倾角传感器a的垂直角以及刮板运输机与液压支架后连杆转动中心的相对位置计算得出，计算得出的扫描下边界与激光扫描装置垂线夹角α1夹角之和，与液压支架位姿变换后倾角传感器b测量的垂直角β2和位置2扫描实际下边界与激光扫描装置垂线夹角α2夹角之和相等，根据公式：α1+β1＝α2+β2计算得到位置2扫描实际下边界与激光扫描装置垂线夹角α2，同时，根据位置2的激光扫描装置与刮板运输机靠近刮板运输机一侧边缘的相对坐标位置，计算得出位置2扫描理想下边界与激光扫描装置垂线夹角γ，扫描实际下边界与激光扫描装置垂线夹角α2与扫描理想下边界与激光扫描装置垂线夹角γ之差即为补偿角，补偿角的方向根据倾角传感器a数值变化的正负来判断；具体公式如下：
Figure BDA0002684800150000031
α2＝α1+β1-β2
Figure BDA0002684800150000032
补偿角＝α2-γ
其中，
L1＝n-m×cos(90°-β1)
L2＝n-m×cos(90°-β2)
H1＝h+m×sin(90°-β2)
H2＝n-m×sin(90°-β2)
式中：L1为位置1时激光扫描装置与刮板运输机左侧边缘的水平距离，L2为位置2时激光扫描装置与刮板运输机左侧边缘的水平距离，H1为位置1时激光扫描装置与刮板运输机的垂直距离，H2为位置1时激光扫描装置与刮板运输机的垂直距离，h为液压支架后连杆的转动中心与刮板运输机的垂直距离，n为液压支架后连杆转动中心与刮板运输机左侧边缘的水平距离，m为激光扫描装置在液压支架后连杆上的安装位置与液压支架后连杆转动中心的距离。
对激光扫描装置的扫描范围进行调整以及位置标定具体通过将激光雷达镜头的扫描下边界照射在刮板运输机靠近刮板运输机一侧的边缘，根据液压支架位姿变换后的倾角变化，调整激光扫描角度，使激光扫描角度能够覆盖整个刮板运输机。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：
本装置利用激光雷达对刮板运输机煤量进行扫描，从采集到的激光点云数据中获取煤量特征，结合刮板运输机速度，计算可得到煤流体积，为放煤口关闭提供数据支持,同时基于液压支架的位姿变换特性，根据液压支架后连杆的角度变化，对激光扫描装置进行自补偿调整，达到不用人工干预的不间断精确化煤量测量目的。对复杂井下环境适应性更强，精确度更高，能有效、精确地获取煤量特征并控制放煤量；将扫描数据拟合处理后，将刮板运输机上的煤流特征实时显示在显示器上，显示直观便于工人观察。本发明可靠实用，能够真正实现自动化煤流检测，并可以基于液压支架位姿变化对激光扫描装置进行自适应调整，有效提高了自动化程度和放煤效率，降低了工人劳动强度。
附图说明
图1是本发明液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置安装示意图；
图2是本发明液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置的连接示意图；
图3是本发明液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置自补偿工作原理图；
图4是本发明液压支架随动自补偿放煤量激光扫描方法流程图.
图中：1-显示器；2-工控机；3-电源箱；4-液压支架后连杆；5-激光扫描装置；6-刮板运输机；7-倾角传感器a；501-LMS111激光雷达；502-步进电机驱动器；503-步进电机；504-倾角传感器b；
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，工作面上每个液压支架都设置有本申请的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，所有的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置均通过线路与顺槽主控计算机连接；其包括倾角传感器a7、电源箱3、激光扫描装置5、工控机2、显示器1，工控机2分别与显示器1、与激光扫描装置5和倾角传感器a7线路连接；电源箱3分别通过电源线与倾角传感器a7、激光扫描装置5、工控机2、显示器1连接并供电，电源箱3为127V转换24V电源；
如图2所示，激光扫描装置5包括防爆壳，防爆壳内分别设有激光雷达501、步进电机驱动器502以及倾角传感器b504，防爆壳上设有辅助激光扫描装置5调整倾角的步进电机503，步进电机503与步进电机驱动器502连接，激光扫描装置5壳体端盖处设有视窗，激光扫描装置5的视窗对准后刮板运输机6安装在液压支架后连杆4上并跟随后连杆4摆动，激光扫描装置5通过控制其内部步进电机503调整相对于液压支架后连杆4的相对角度；激光雷达501用以向刮板运输机发射红外激光并接受反射回来的激光点云，将收到的激光点云数据通过网口传输给工控机2处理，激光雷达501、步进电机驱动器502以及倾角传感器b504通过线路分别与工控机2连接；
倾角传感器a7设置在液压支架后连杆4上距离液压支架后连杆相对液压支架底座转动中心一定距离，倾角传感器a7用于实时感知液压支架后连杆4的位姿变化，倾角传感器b504用于实时感知激光雷达扫描装置的位姿变化。
工控机2利用激光雷达501发送并接受的激光点云数据并进行数据预处理和计算，然后将处理计算结果发送给显示器1显示；接收并分析倾角传感器a7、倾角传感器b504发送的位姿变化数据，然后控制控制步进电机503调节激光雷达扫描装置5的倾角实现位姿补偿。激光雷501型号为LMS111，倾角传感器a7和倾角传感器b504的型号为SST300防爆型倾角传感器。
如图4所示，一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置的扫描方法，其步骤如下：
首先设备上电，启动激光扫描装置5中的激光雷达501向刮板运输机发射红外激光，然后接收反射回来的激光点云数据，再将接收到的点云数据通过网口输送给工控机2；
工控机2利用飞行时间TOF方法对接收到的激光点云数据进行数据预处理，并通过工控机2计算出实时连续获得刮板运输机6上煤量截面轮廓，并实时在显示器1上显示；
根据显示器1上的扫描截面轮廓，通过工控机2对激光雷达501的激光扫描范围根据观察刮板运输机6是否都在激光雷达501扫描范围内进行调整，以保证激光扫描范围覆盖整个刮板运输机6；
开始放煤后，利用倾角传感器a7和倾角传感器b504对后液压支架后连杆4、激光扫描装置5和刮板运输机6相对位置进行标定，工控机2接受激光雷达501发送的点云数据处理得到刮板运输机6上煤量截面高度轮廓，
根据从井下机控中心获取的刮板运输机6上的煤流速度信息，建立数字地形模型进行网格划分，经过累积计算出刮板运输机上的实际煤流量，并将结果实时显示在显示器1上；
工控机2实时将煤流量传输给顺槽主控计算机，顺槽主控计算机将预先设定的放煤量阀值与实时放煤量进行比较，当刮板运输机6上的放煤量超过设定的放煤量阀值，则发出警报，并停止放煤；
工控机2实时接收倾角传感器a7和倾角传感器b504的数据，并根据倾角传感器a7和倾角传感器b504的倾角变化，依照事先标定的相对位置，通过倾角传感器a7和倾角传感器b504的变化，根据初始标定的相对位置，计算得出激光扫描装置5的角度及其补偿角度；
工控机2根据计算得出补偿角度控制步进电机503带动激光扫描装置5旋转，补偿角度即为步进电机回转的角度，使其达到能够覆盖刮板运输机6的理想位置实现激光扫描装置5扫描角度的补偿。
如图3所示，激光扫描装置5的角度及其补偿角度计算过程为：
当液压支架后连杆4和激光扫描装置5处于初始的位置1时，此时由倾角传感器a7检测的液压支架后连杆4俯仰角度标定β1，倾角传感器b504检测的激光扫描装置5倾角角度标定α1，传输给工控机2后标记初始的位置1对应俯仰角度标定β1，α1；激光扫描装置5内部的倾角传感器b504测量的垂直角β1和通过激光扫描装置5与刮板运输机6靠近刮板运输机一侧边缘的相对坐标位置，相对坐标位置由激光扫描装置5在后连杆4的安装位置和倾角传感器a7的垂直角以及刮板运输机与液压支架后连杆转动中心的相对位置计算得出，计算得出的扫描下边界与激光扫描装置5垂线夹角α1夹角之和，与液压支架位姿变换后倾角传感器b504测量的垂直角β2和位置2扫描实际下边界与激光扫描装置5垂线夹角α2夹角之和相等，根据公式：α1+β1＝α2+β2计算得到位置2扫描实际下边界与激光扫描装置5垂线夹角α2，同时，根据位置2的激光扫描装置5与刮板运输机6靠近刮板运输机一侧边缘的相对坐标位置，计算得出位置2扫描理想下边界与激光扫描装置5垂线夹角γ，扫描实际下边界与激光扫描装置5垂线夹角α2与扫描理想下边界与激光扫描装置5垂线夹角γ之差即为补偿角，补偿角的方向根据倾角传感器a7数值变化的正负来判断；具体公式如下：
Figure BDA0002684800150000061
α2＝α1+β1-β2
Figure BDA0002684800150000062
补偿角＝α2-γ
其中，
L1＝n-m×cos(90°-β1)
L2＝n-m×cos(90°-β2)
H1＝h+m×sin(90°-β2)
H2＝n-m×sin(90°-β2)
式中：L1为位置1时激光扫描装置5与刮板运输机6左侧边缘的水平距离，L2为位置2时激光扫描装置5与刮板运输机6左侧边缘的水平距离，H1为位置1时激光扫描装置5与刮板运输机6的垂直距离，H2为位置1时激光扫描装置5与刮板运输机6的垂直距离，h为液压支架后连杆4的转动中心与刮板运输机6的垂直距离，n为液压支架后连杆4转动中心与刮板运输机6左侧边缘的水平距离，m为激光扫描装置5在液压支架后连杆4上的安装位置与液压支架后连杆4转动中心的距离。
对激光扫描装置5的扫描范围进行调整以及位置标定具体通过将激光雷达镜头501的扫描下边界照射在刮板运输机6靠近刮板运输机6一侧的边缘，根据液压支架4位姿变换后的倾角变化，调整激光扫描角度，使激光扫描角度能够覆盖整个刮板运输机6。

Claims (8)

1.一种液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：它包括倾角传感器a(7)、电源箱(3)、激光扫描装置(5)、工控机(2)、显示器(1)，工控机(2)分别与显示器(1)、与激光扫描装置(5)和倾角传感器a(7)线路连接；
激光扫描装置(5)包括防爆壳，防爆壳内分别设有激光雷达(501)、步进电机驱动器(502)以及倾角传感器b(504)，防爆壳上设有辅助激光扫描装置(5)调整倾角的步进电机(503)，步进电机(503)与步进电机驱动器(502)连接，激光扫描装置(5)壳体端盖处设有视窗，激光扫描装置(5)的视窗对准后刮板运输机(6)安装在液压支架后连杆(4)上并跟随液压支架后连杆(4)摆动，激光扫描装置(5)通过控制其内部步进电机(503)调整相对于液压支架后连杆(4)的相对角度；激光雷达(501)、步进电机驱动器(502)以及倾角传感器b(504)通过线路分别与工控机(2)连接；倾角传感器a(7)设置在液压支架后连杆(4)上，倾角传感器a(7)设置在液压支架后连杆(4)的中段并与液压支架底座转动中心间隔一端距离，倾角传感器a(7)用于实时感知液压支架后连杆(4)的位姿变化，倾角传感器b(504)用于实时感知激光雷达扫描装置的位姿变化。
2.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：使用时工作面上每个液压支架都设置有本申请的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，所有的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置均通过线路与顺槽主控计算机连接。
3.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：工控机(2)利用激光雷达(501)发送并接受的激光点云数据并进行数据预处理和计算，然后将处理计算结果发送给显示器(1)显示；工控机(2)接收并分析倾角传感器a(7)、倾角传感器b(504)发送的位姿变化数据，然后控制控制步进电机(503)调节激光雷达扫描装置(5)的倾角实现位姿补偿。
4.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：电源箱(3)分别通过电源线与倾角传感器a(7)、激光扫描装置(5)、工控机(2)、显示器(1)连接并供电，电源箱(3)为127V转换24V电源。
5.根据权利要求1所述的液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置，其特征在于：所述的激光雷(501)型号为LMS111，倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)的型号为SST300防爆型倾角传感器。
6.一种使用权利要求1所述液压支架随动自补偿放煤量激光扫描装置的扫描方法，其特征在于步骤如下：
首先设备上电，启动激光扫描装置(5)中的激光雷达(501)向刮板运输机发射红外激光，然后接收反射回来的激光点云数据，再将接收到的点云数据通过网口输送给工控机(2)；
工控机(2)利用飞行时间TOF方法对接收到的激光点云数据进行数据预处理，并通过工控机(2)计算出实时连续获得刮板运输机(6)上煤量截面轮廓，并实时在显示器(1)上显示；
根据显示器(1)上的扫描截面轮廓，通过工控机(2)对激光雷达(501)的激光扫描范围根据观察刮板运输机(6)是否都在激光雷达(501)扫描范围内进行调整，以保证激光扫描范围覆盖整个刮板运输机(6)；
开始放煤后，利用倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)对后液压支架后连杆(4)、激光扫描装置(5)和刮板运输机(6)相对位置进行标定，工控机(2)接受激光雷达(501)发送的点云数据处理得到刮板运输机(6)上煤量截面高度轮廓，
根据从井下机控中心获取的刮板运输机(6)上的煤流速度信息，建立数字地形模型进行网格划分，经过累积计算出刮板运输机上的实际煤流量，并将结果实时显示在显示器(1)上；
工控机(2)实时将煤流量传输给顺槽主控计算机，顺槽主控计算机将预先设定的放煤量阀值与实时放煤量进行比较，当刮板运输机(6)上的放煤量超过设定的放煤量阀值，则发出警报，并停止放煤；
工控机(2)实时接收倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)的数据，并根据倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)的倾角变化，依照事先标定的相对位置，通过倾角传感器a(7)和倾角传感器b(504)的变化，根据初始标定的相对位置，计算得出激光扫描装置(5)的角度及其补偿角度；
工控机(2)根据计算得出补偿角度控制步进电机(503)带动激光扫描装置(5)旋转，补偿角度即为步进电机回转的角度，使其达到能够覆盖刮板运输机(6)的理想位置实现激光扫描装置(5)扫描角度的补偿。
7.根据权利要求6所述的扫描方法，其特征在于激光扫描装置(5)的角度及其补偿角度计算过程为：
当液压支架后连杆(4)和激光扫描装置(5)处于初始的位置1时，此时由倾角传感器a(7)检测的液压支架后连杆(4)俯仰角度标定β1，倾角传感器b(504)检测的激光扫描装置(5)倾角角度标定α1，传输给工控机(2)后标记初始的位置1对应俯仰角度标定(β1，α1)；激光扫描装置(5)内部的倾角传感器b(504)测量的垂直角β1和通过激光扫描装置(5)与刮板运输机(6)靠近刮板运输机一侧边缘的相对坐标位置，相对坐标位置由激光扫描装置(5)在后连杆(4)的安装位置和倾角传感器a(7)的垂直角以及刮板运输机与液压支架后连杆转动中心的相对位置计算得出，计算得出的扫描下边界与激光扫描装置(5)垂线夹角α1夹角之和，与液压支架位姿变换后倾角传感器b(504)测量的垂直角β2和位置2扫描实际下边界与激光扫描装置(5)垂线夹角α2夹角之和相等，根据公式：α1+β1＝α2+β2计算得到位置2扫描实际下边界与激光扫描装置(5)垂线夹角α2，同时，根据位置2的激光扫描装置(5)与刮板运输机(6)靠近刮板运输机一侧边缘的相对坐标位置，计算得出位置2扫描理想下边界与激光扫描装置(5)垂线夹角γ，扫描实际下边界与激光扫描装置(5)垂线夹角α2与扫描理想下边界与激光扫描装置(5)垂线夹角γ之差即为补偿角度，补偿角度的方向根据倾角传感器a(7)数值变化的正负来判断；具体公式如下：
Figure FDA0002684800140000031
α2＝α1+β1-β2
Figure FDA0002684800140000032
补偿角＝α2-γ
其中，
L1＝n-m×cos(90°-β1)
L2＝n-m×cos(90°-β2)
H1＝h+m×sin(90°-β2)
H2＝n-m×sin(90°-β2)
式中：L1为位置1时激光扫描装置(5)与刮板运输机(6)左侧边缘的水平距离，L2为位置2时激光扫描装置(5)与刮板运输机(6)左侧边缘的水平距离，H1为位置1时激光扫描装置(5)与刮板运输机(6)的垂直距离，H2为位置1时激光扫描装置(5)与刮板运输机(6)的垂直距离，h为液压支架后连杆(4)的转动中心与刮板运输机(6)的垂直距离，n为液压支架后连杆(4)转动中心与刮板运输机(6)左侧边缘的水平距离，m为激光扫描装置(5)在液压支架后连杆(4)上的安装位置与液压支架后连杆(4)转动中心的距离。
8.根据权利要求6所述的扫描方法，其特征在于：对激光扫描装置(5)的扫描范围进行调整以及位置标定具体通过将激光雷达镜头(501)的扫描下边界照射在刮板运输机(6)靠近刮板运输机(6)一侧的边缘，根据液压支架(4)位姿变换后的倾角变化，调整激光扫描角度，使激光扫描角度能够覆盖整个刮板运输机(6)。
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