CN113685180A - 一种采煤机采割曲线修正测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种采煤机采割曲线修正测量方法，本发明涉及煤岩截割的技术领域。本发明的方案：一种采煤机采割曲线修正测量方法，包括以下步骤：控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取记忆数据；并将常规路径与预设路径进行对比；若常规路径与预设路径不同则进行人工修正，最后采煤机根据记忆数据进行切割。其能够保证采煤机工作状态正常的嵌体下，还可以避免摇臂的频繁升降，确保了顶板、底板的平整性并提高了采煤效率。
Description
技术领域
本发明涉及煤岩截割的技术领域，具体而言，涉及一种采煤机采割曲线修正测量方法。
背景技术
2017年国民能源消费状况报告指出:全国煤炭能源资源2017年消费总量占全国消费能源总量的60.4％(44.9亿吨)。可窥见煤炭消费仍然是我国国民能源消费主力军。但井下煤炭资源仍未实现自动化，智能化开采，其采煤机的采煤效率和采煤机的使用寿命是最为突出的问题。
目前，市面上采煤机的采煤方法单一，不能够识别出滚筒到切割岩石时的异常状态，并且不能够对牵引速度和滚筒高度作出自适应调节，不能够满足复杂地质条件下对采煤机的控制要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采煤机采割曲线修正测量方法，其能够保证采煤机工作状态正常的嵌体下，还可以避免摇臂的频繁升降，确保了顶板、底板的平整性并提高了采煤效率。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种采煤机采割曲线修正测量方法，包括以下步骤：控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据；记录采煤机采煤时常规路径的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比；若常规路径与预设路径不同则进行人工修正，最后采煤机根据记忆数据进行切割。
在本发明的一些实施例中，上述位置信息为采煤机在工作面处的空间坐标。
在本发明的一些实施例中，上述姿态信息为采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标。
在本发明的一些实施例中，上述控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据中，获取采煤机的位置信息包括：选取采煤机的特征点，并设定初始状态下位系统原点，重力加速度方向为Y轴，平行于刮板运输机且与Y轴垂直方向为X轴，垂直于XY平面为Z轴；通过X轴、Y轴和Z轴，计算出特征点经过推溜后的三维坐标值(X0,Y0,Z0)。
在本发明的一些实施例中，上述特征点为采煤机行走齿轮与刮板运输机上导轨的接触点。
在本发明的一些实施例中，上述控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据中，获取采煤机的姿态信息包括：根据任意点求得滚筒在X轴和Y轴坐标为(X1,Y1)；通过特征点(X0,Y0,Z0)和采煤机机身的纵向倾角β求得滚筒的三维坐标：X1＝X'1，Y1＝Y0+(Y'1-Y0)COSβ，Z1＝Z0+(Y'1-Y0)SINβ。
第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：处理器与存储器通过数据总线完成相互间的通信；存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令以执行的方法。
第三方面，本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，计算机程序使计算机执行的方法。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明的实施例提供一种采煤机采割曲线修正测量方法，包括以下步骤：控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据；记录采煤机采煤时常规路径的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比；若常规路径与预设路径不同则进行人工修正，最后采煤机根据记忆数据进行切割。
上述实施方式中，控制采煤机进行预设路径(其中预设路径为最优路径，最大采煤效率的路径)切割工作，操作人员控制采煤机进行切割时，机载控制器每隔一段时间记录下采煤机的当前位置信息和姿态信息，其中位置信息是指采煤机在工作面处的空间坐标，姿态信息是指采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标，这些书经过处理后存储于控制器中以指导采煤机的自动运行，其中采煤机的采集频率越大就越详细记录下采煤机的运行过程；另一方面，记录采煤机采煤时常规路径(其中常规路径为采煤机正常的采煤路径)的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比，模糊控制器根据对比结果对当前的运行状态进行判别，是否切割到岩石，是否需要停机，是否需要加速或减速，是否需要上升或下降摇臂，是否需要人工干预，最后，机载控制器根据模糊控制器的判断做出对应的控制输出，常规操作有加速或减速，升降摇臂等。
本实施例中，控制器可以根据采煤机的各项传感数据不仅可以识别出是否切割刀岩石，而且还能判断出是否允许直接切割，对于一般硬度的岩石采取降低牵引速度强制切割的方法，如果岩石硬度过大则采取调节滚筒高度进行避让的方法，在采煤机机械部件和电气件不受损的基础上，最大限度保证了采煤效率，而且在保证采煤机工作状态正常的嵌体下，还可以避免摇臂的频繁升降，确保了顶板、底板的平整性并提高了采煤效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例一种采煤机采割曲线修正测量方法流程图；
图2为本发明一种电子设备的结构示意图。
图中标示：1-处理器，2-存储器，3-数据总线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参考图1所示。本实施例提供一种采煤机采割曲线修正测量方法，包括以下步骤：控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据；记录采煤机采煤时常规路径的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比；若常规路径与预设路径不同则进行人工修正，最后采煤机根据记忆数据进行切割。
上述实施方式中，控制采煤机进行预设路径(其中预设路径为最优路径，最大采煤效率的路径)切割工作，操作人员控制采煤机进行切割时，机载控制器每隔一段时间记录下采煤机的当前位置信息和姿态信息，其中位置信息是指采煤机在工作面处的空间坐标，姿态信息是指采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标，这些书经过处理后存储于控制器中以指导采煤机的自动运行，其中采煤机的采集频率越大就越详细记录下采煤机的运行过程；另一方面，记录采煤机采煤时常规路径(其中常规路径为采煤机正常的采煤路径)的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比，模糊控制器根据对比结果对当前的运行状态进行判别，是否切割到岩石，是否需要停机，是否需要加速或减速，是否需要上升或下降摇臂，是否需要人工干预，最后，机载控制器根据模糊控制器的判断做出对应的控制输出，常规操作有加速或减速，升降摇臂等。
本实施例中，控制器可以根据采煤机的各项传感数据不仅可以识别出是否切割刀岩石，而且还能判断出是否允许直接切割，对于一般硬度的岩石采取降低牵引速度强制切割的方法，如果岩石硬度过大则采取调节滚筒高度进行避让的方法，在采煤机机械部件和电气件不受损的基础上，最大限度保证了采煤效率，而且在保证采煤机工作状态正常的嵌体下，还可以避免摇臂的频繁升降，确保了顶板、底板的平整性并提高了采煤效率。
在本发明的一些实施例中，位置信息为采煤机在工作面处的空间坐标。
本实施例中，获取煤机在工作面处的空间坐标可以规划处最优路径，提高采煤机的工作效率。
在本发明的一些实施例中，姿态信息为采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标。
本实施例中，获取采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标可以规划处最优路径，提高采煤机的工作效率。
在本发明的一些实施例中，控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据中，获取采煤机的位置信息包括：选取采煤机的特征点，并设定初始状态下位系统原点，重力加速度方向为Y轴，平行于刮板运输机且与Y轴垂直方向为X轴，垂直于XY平面为Z轴；通过X轴、Y轴和Z轴，计算出特征点经过推溜后的三维坐标值(X0,Y0,Z0)。
本实施例中，获取采煤机的位置信息可以规划采煤机的最优路径，提高采煤机的工作效率。
在本发明的一些实施例中，特征点为采煤机行走齿轮与刮板运输机上导轨的接触点。
本实施例中，采煤机行走齿轮与刮板运输机上导轨的接触点作为特征点进行定位计算，特征点的运行轨迹与刮板运输机的导轨重合，可以提高计算的精准性。
在本发明的一些实施例中，上述控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据中，获取采煤机的姿态信息包括：根据任意点求得滚筒在X轴和Y轴坐标为(X1,Y1)；通过特征点(X0,Y0,Z0)和采煤机机身的纵向倾角β求得滚筒的三维坐标：X1＝X'1，Y1＝Y0+(Y'1-Y0)COSβ，Z1＝Z0+(Y'1-Y0)SINβ。
本实施例中，获取采煤机的姿态信息可以规划采煤机的最优路径，提高采煤机的工作效率。
在本发明的一些实施例中，自适应调节的依据是路径跟踪过程中各设备的工作状态，调节的对象是采煤机的运行速度和滚筒高度，当采煤机切割到岩石后其截割电机温度、电流以及摇臂振动都将增大并超出正常范围，此时应首先降低牵引速度，之后如果采煤机状态恢复正常则直接切割岩石，如果持续降低牵引速度一段时间后采煤机状态仍然异常则降低滚筒高度，如果持续降低滚筒高度一段时间后采煤机状态仍然无法恢复正常则向操作人员发出警报，自适应调节策略强调以降低牵引速度作为应对切割岩石时产生的电流、振动增大等问题，而不是单一降低滚筒高度。
实施例2
请参考图2所示。本申请实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器1、至少一个存储器2和数据总线3；其中：处理器1与存储器2通过数据总线3完成相互间的通信；存储器2存储有可被处理器1执行的程序指令，处理器1调用程序指令以执行的方法。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器2(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器2(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例3
本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，计算机程序使计算机执行的方法。
综上，第一方面：本发明的实施例提供一种采煤机采割曲线修正测量方法，包括以下步骤：控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据；记录采煤机采煤时常规路径的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比；若常规路径与预设路径不同则进行人工修正，最后采煤机根据记忆数据进行切割。
上述实施方式中，控制采煤机进行预设路径(其中预设路径为最优路径，最大采煤效率的路径)切割工作，操作人员控制采煤机进行切割时，机载控制器每隔一段时间记录下采煤机的当前位置信息和姿态信息，其中位置信息是指采煤机在工作面处的空间坐标，姿态信息是指采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标，这些书经过处理后存储于控制器中以指导采煤机的自动运行，其中采煤机的采集频率越大就越详细记录下采煤机的运行过程；另一方面，记录采煤机采煤时常规路径(其中常规路径为采煤机正常的采煤路径)的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比，模糊控制器根据对比结果对当前的运行状态进行判别，是否切割到岩石，是否需要停机，是否需要加速或减速，是否需要上升或下降摇臂，是否需要人工干预，最后，机载控制器根据模糊控制器的判断做出对应的控制输出，常规操作有加速或减速，升降摇臂等。
本实施例中，控制器可以根据采煤机的各项传感数据不仅可以识别出是否切割刀岩石，而且还能判断出是否允许直接切割，对于一般硬度的岩石采取降低牵引速度强制切割的方法，如果岩石硬度过大则采取调节滚筒高度进行避让的方法，在采煤机机械部件和电气件不受损的基础上，最大限度保证了采煤效率，而且在保证采煤机工作状态正常的嵌体下，还可以避免摇臂的频繁升降，确保了顶板、底板的平整性并提高了采煤效率。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种采煤机采割曲线修正测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据；
记录采煤机采煤时常规路径的实时状态，并将常规路径与预设路径进行对比；
若常规路径与预设路径不同则进行人工修正，最后采煤机根据记忆数据进行切割。
2.根据权利要求1所述的一种采煤机采割曲线修正测量方法，其特征在于，所述位置信息为采煤机在工作面处的空间坐标。
3.根据权利要求1所述的一种采煤机采割曲线修正测量方法，其特征在于，所述姿态信息为采煤机的机身倾斜角度和滚筒的空间坐标。
4.根据权利要求1所述的一种采煤机采割曲线修正测量方法，其特征在于，所述控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据中，获取采煤机的位置信息包括：
选取采煤机的特征点，并设定初始状态下位系统原点，重力加速度方向为Y轴，平行于刮板运输机且与Y轴垂直方向为X轴，垂直于XY平面为Z轴；
通过X轴、Y轴和Z轴，计算出特征点经过推溜后的三维坐标值(X0,Y0,Z0)。
5.根据权利要求4所述的一种采煤机采割曲线修正测量方法，其特征在于，所述特征点为采煤机行走齿轮与刮板运输机上导轨的接触点。
6.根据权利要求4所述的一种采煤机采割曲线修正测量方法，其特征在于，所述控制采煤机进行预设路径切割工作，并实时获取并记录采煤机的位置信息和姿态信息形成记忆数据中，获取采煤机的姿态信息包括：
根据任意点求得滚筒在X轴和Y轴坐标为(X1,Y1)；
通过特征点(X0,Y0,Z0)和采煤机机身的纵向倾角β求得滚筒的三维坐标：
X1＝X'1，
Y1＝Y0+(Y'1-Y0)COSβ，
Z1＝Z0+(Y'1-Y0)SINβ。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：
所述处理器与所述存储器通过所述数据总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行如权利要求1-6任一所述的方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行如权利要求1-6任一所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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