CN114111921A - 掘进机皮带出渣体积流量监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机皮带出渣体积流量监测方法及系统，掘进机皮带出渣体积流量监测方法包括测量皮带空载状态下皮带上方预设位置至皮带上表面若干第一点位的零位距离；测量皮带负载状态相对空载状态下皮带上若干第二点位的下沉距离；根据全部零位距离和下沉距离计算得到预设位置和皮带负载状态下的上表面的全部第一点位之间的零位校准距离；测量皮带负载状态下预设位置与皮带上方的物料的上表面若干第三点位的实时距离；计算预设位置与所述第一点位构成的第一类扇形的面积，计算预设位置与全部第三点位构成的第二类扇形的面积；利用第一类扇形的面积和第二类扇形的面积计算得到物料的截面面积，利用截面面积和皮带速度计算得到物料的实时流量。

Description

掘进机皮带出渣体积流量监测方法及系统

技术领域

本发明涉及固体物料流量测量技术领域，特别涉及一种掘进机皮带出渣体积流量监测方法及系统。

背景技术

随着地下工程装备发展的智能化要求不断提高，在地下装备施工过程中需对设备的工作状态进行检测，而皮带机出渣体积流量作为盾构施工过程中反映设备作业状态信息的重要指标之一，需要一套行之有效的设备来进行检测。

目前在施工过程中对皮带机出渣体积的检测有根根据称重式体积检测设备及激光扫描仪检测设备，其中称重式体积检测设备通过皮带秤及测速传感器测算渣土重量，再通过比重及分散系数反推出渣体积。而不同开挖段渣土比重及分散系数区别较大，加上需要定期标定维护的情况，容易出现测量不准问题；激光扫描仪检测设备检测是利用激光距离传感器检测传送带上的预设位置的物料截面面积，然后利用物料的截面面积乘以物料当前的输送素的计算得到输送物料的体积流量。但是由于物料的截面面积计算误差较大，导致激光扫描仪检测设备对物料体积流量的测量误差依然较大。

因此，如何提高固体物料在传送带上的体积流量检测精度成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种掘进机皮带出渣体积流量监测方法，该监测方法能够提高传送带上固体物料的截面面积的检测精度，进而提高固定物料的体积流量检测精度。本发明的另一目的是提供一种应用上述掘进机皮带出渣体积流量监测方法的掘进机皮带出渣体积流量监测系统。

为实现上述目的，本发明提供一种掘进机皮带出渣体积流量监测方法，包括：

测量皮带空载状态下皮带上方预设位置至皮带上表面若干第一点位的零位距离：R0₁、R0₂…R0_n；

测量皮带负载状态相对其空载状态下皮带上若干第二点位的下沉距离：△D₁、△D₂…△D_m；

根据全部所述第一点位的所述零位距离和与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离计算得到所述预设位置和皮带负载状态下的上表面的全部所述第一点位之间的零位校准距离：R₁、R₂…R_n；

测量皮带负载状态下所述预设位置与皮带上方的物料的上表面若干第三点位的实时距离：r₁、r₂…r_f；

由A＝π*θ*(R₁ ²+R₂ ²+…R_n ²)/360计算皮带负载状态下所述预设位置与全部所述第一点位构成的第一类扇形的面积，由B＝π*θ*(r₁ ²+r₁ ²+…r_f ²)/360计算所述预设位置与全部所述第三点位构成的第二类扇形的面积；

利用所述第一类扇形的面积和所述第二类扇形的面积计算得到皮带上方物料的截面面积S，并根据Q＝S*v计算得到物料的实时流量；

其中：n、m、f均为正整数，θ为所述预设位置与皮带宽度方向两端的夹角，Q为物料的实时流量，v为皮带的运行速度；若干所述第一点位的连线、若干所述第二点位的连线和若干所述第三点位的连线共面设置，且三者连线所在的平面与皮带的输送方向呈角度设置。

可选地，所述第一点位的连线、所述第二点位的连线和所述第三点位的连线的投影重合且垂直皮带的长度方向；

所述利用所述第一类扇形的面积和所述第二类扇形的面积计算得到皮带上方物料的截面面积S的步骤为：根据S＝A-B计算所述物料的截面面积。

可选地，所述测量皮带负载状态相对其空载状态下皮带上若干第二点位的下沉距离：△D₁、△D₂…△D_m的步骤为：

在全部所述第二点位的正下方设置距离传感器；

于皮带空载状态下测量所述距离传感器与对应的所述第二点位的初始距离：D₁、D₂…D_m；

于皮带负载状态下测量所述距离传感器与对应的所述第二点位的负载距离：d₁、d₂…d_m；

根据所述第二点位相互对应的所述初始距离和所述负载距离的差值计算全部所述第二点位的所述下沉距离。

可选地，所述根据全部所述第一点位的所述零位距离和与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离计算得到所述预设位置和皮带负载状态下的上表面之间的全部所述第一点位的零位校准距离R₁、R₂…R_n的步骤为：

计算与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离在对应所述第一点位与所述预设位置连线方向的投影长度，根据所述零位距离与对应的所述投影长度之和计算所述零位校准距离。

可选地，还包括根据所述物料的实时流量计算预设时间段内的实际体积V_volu，利用V_理论＝π*(D/2)²*L*ρ计算掘进机的挖掘物料的理论体积，根据ΔV＝V_volu-V_理论式中计算体积偏差ΔV，且当所述体积偏差大于设定偏差时进行预警。

可选地，m≤n＝f，且任一组相互对应的所述第一点位和所述第三点位与所述预设位置三点共线。

可选地，所述根据全部所述第一点位的所述零位距离和与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离计算得到所述预设位置和皮带负载状态下的上表面之间的全部所述第一点位的零位校准距离R₁、R₂…R_n的步骤还包括：

获取与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离，并获取与该所述第二点位相邻的两个所述第二点位的所述下沉距离，计算三个所述第二点位的平均下沉距离，利用所述平均下沉距离和所述第一点位的所述零位距离计算对应所述第一点位的零位校准距离。

本发明还提供一种掘进机皮带出渣体积流量监测系统，包括：

第一距离检测机构，其设于皮带上方预设位置并用以检测皮带空载时皮带上表面多个第一点位和所述预设位置的零位距离，和用以检测皮带负载状态时物料上表面多个第三点位与所述预设位置的实时距离；

第二距离检测机构，其设于皮带下方并用以检测皮带空载时皮带下表面多个所述第二点位和第二距离检测机构的初始距离，和用以检测皮带负载状态时皮带下表面多个所述第二点位和第二距离检测机构的负载距离；

第二处理器，连接所述第二距离检测机构并用以根据所述负载距离和所述初始距离的差值计算皮带的全部所述第二点位负载状态相对空载状态的下沉距离；

第一处理器，连接所述第一距离检测机构和所述第二处理器并用于根据所述零位距离、所述实时距离、所述下沉距离和皮带的运行速度执行如上任一项所述掘进机皮带出渣体积流量监测方法以计算皮带上物料的实时流量。

可选地，所述第一距离检测机构为激光扫描仪，所述第二距离检测机构为设于皮带正下方的多组距离传感器，多组所述距离传感器和所述激光扫描仪位于同一竖直平面内且所述竖直平面垂直皮带的长度方向。

可选地，还包括用以检测皮带运行速度的编码器，所述编码器连接所述第一处理器或所述第二处理器。

可选地，所述第一处理器连接警报装置，以在测量的物料的实时流量与理论流量的差值大于设定值时控制所述警报装置报警。

相对于上述背景技术，本发明所提供的掘进机皮带出渣体积流量监测方法以皮带上方的预设位置为中心，配合皮带负载状态时皮带上的第一点位构建第一类扇形，借助预设位置和皮带宽度方向两端的夹角及预设位置至皮带多个第一点位的多组零位校准距离，A＝π*θ*(R₁ ²+R₂ ²+…R_n ²)/360计算所述预设位置与全部所述第一点位构成的第一类扇形的面积；类似地，以皮带负载状态上预设位置为中心，配合物料上表面多个第三点位构件第二类扇形，借助预设位置和物料上表面多个第三点位的实时距离，利用B＝π*θ*(r₁ ²+r₁ ²+…r_f ²)/360计算第二类扇形的面积，根据二者的差值在竖直方向且垂直皮带长度方向的投影即可准确测得物料输送时的截面面积(当第一类扇形和第二类扇形均垂直水平面且垂直皮带长度方向时，A和B的差值即为物料输送的截面面积)，利用物料的截面面积和皮带速度方向的乘积也即Q＝S*v即能准确测得物料的实时流量。

在上述方法，通过预先测得皮带在负载状态下相对空载状态下的多个第二点位的下沉距离，利用皮带空载状态下皮带上第一点位的零位距离配合对应的下沉距离即可较为精确的折算出皮带负载状态下第一点位与预设位置的零位校准距离，本发明掘进机皮带体积流量监测方法消除了皮带上浮和下沉产生的零位漂移误差，提高物料截面面积及体积流量的检测精度。

本发明还提供一种掘进机皮带出渣体积流量监测系统，采用上述监测方法，具有相同的有益效果，有助于解决掘进机/盾构机等施工过程中的流量检测问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的掘进机皮带出渣体积流量监测方法；

图2为掘进机皮带出渣体积流量监测方法的一个子流程图；

图3为掘进机皮带出渣体积流量监测方法的另一子流程图；

图4为掘进机皮带出渣体积流量监测方法的示意图；

图5一种监测状态下皮带空载的俯视图；

图6为另一种监测状态下皮带的侧视图；

图7为掘进机皮带出渣体积流量监测系统的示意图。

其中：

1-激光扫描仪、2-扫描仪支架、3-距离传感器、4-皮带、5-编码器、6-编码器支架、7-第一处理器、8-第二处理器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种掘进机皮带出渣体积流量监测方法，整体流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤S10：测量皮带空载状态下皮带上方预设位置至皮带上表面若干第一点位的零位距离：R0₁、R0₂…R0_n；

步骤S20：测量皮带负载状态相对其空载状态下皮带上若干第二点位的下沉距离：△D₁、△D₂…△D_m；

步骤S30：根据全部第一点位的零位距离和与第一点位相邻/相近的第二点位的下沉距离计算得到预设位置和皮带负载状态下的上表面的全部第一点位之间的零位校准距离：R₁、R₂…R_n；

步骤S40：测量皮带负载状态下预设位置与皮带上方的物料的上表面若干第三点位的实时距离：r₁、r₂…r_f；

步骤S50：由A＝π*θ*(R₁ ²+R₂ ²+…R_n ²)/360计算皮带负载状态下预设位置与全部第一点位构成的第一类扇形的面积，由B＝π*θ*(r₁ ²+r₁ ²+…r_f ²)/360计算预设位置与全部第三点位构成的第二类扇形的面积；

步骤S60：利用第一类扇形的面积和第二类扇形的面积计算得到皮带上方物料的截面面积S，并根据Q＝S*v计算得到物料的实时流量。

下面结合图4至图7对上述流量监测方法进行具体说明。在上述步骤中，n、m、f均为正整数，θ为预设位置与皮带4宽度方向两端的夹角，Q为物料的实时流量，v为皮带4的运行速度；若干第一点位的连线、若干第二点位的连线和若干第三点位的连线共面设置，且三者连线所在的平面与皮带4的输送方向呈角度设置。

这里的全部第一点位、全部第二点位和全部第三点位共面的目的是为了实现检测时截取面为物料的输送截面，物料的输送截面可以为垂直皮带4长度方向的竖直面，亦可以为如图5或图6所示的斜面(虚线部分)，当输送截面为斜面时，需要计算在垂直皮带4长度方向的竖直面的投影面积，得到物料输送的截面面积S。

步骤S10中，测量皮带4上方预设位置和皮带4上n个第一点位对应的零位距离；应当说明的是，这里及下文的预设位置均指皮带4上方第一距离检测机构的安装位置，通常位于皮带4中央的正上方，具体可参考图7中的激光扫描仪1。若干第一点位则指光扫描仪沿皮带4宽度方向一端至另一端、按照设定的扫描步进角度转动时，与皮带4的n个交点，定义测量皮带4空载状态下预设位置和皮带4上n个第一点位的零位距离为R0₁、R0₂…R0_n。

步骤S20和步骤S30，测量皮带4负载状态相对其空载状态下皮带4上m个第二点位的下沉距离，并根据第一点位的零位距离和第二点位测得皮带4上与第一点位相邻或者重合或者最接近的下沉距离，计算得到皮带4负载状态下皮带4上n个第一点位和预设位置之间的n个零位校准距离。这是因为，皮带4负载状态下，在重力作用下，皮带4及其n个点位下移，此时n个第一点位和预设位置的距离均发生了变化，通过测量皮带4各点的下沉距离，利用下沉距离对零位距离进行修正即可得到零位校准距离。

作为最优地，m＝n，第一点位和第二点位分别位于皮带4的上下表面并一一对应，利用对应的第二点位的下沉距离对对应的第一点位与预设位置的零位距离进行修正。举例而言，利用△D₁对R0₁进行修正得到R₁…利用△D_m对R0_n进行修正得到R_n。这里所说的修正，粗略计算可以对第一点位和预设位置的零位距离与对应第二点位下沉距离求和得到。当然，为了提高检测精度，还可以参考图3按照步骤S310计算对应第二点位下沉距离在对应第一点位和预设位置连线方向上的投影长度，然后执行步骤S320将投影长度与对应的零位距离求和得到零位校准距离。能够理解的是，此处计算时忽略了皮带4的厚度，当皮带4的厚度不可忽略时，可以将皮带4的厚度计入下沉距离或者直接利用皮带4的厚度和下沉距离一起对零位距离进行修正得到零位校准距离即可。

m个第二点位的下沉距离测量可参考图2、图4和图7，步骤S20进一步包括步骤S210至步骤S240。首先，执行步骤S210，在皮带4下方设置m个距离传感器3，m个距离传感器3正上方皮带4对应的点即为m个第二点位。由于第一点位采用激光扫描仪1按照预设角度步进形成，为提高检测精度，n通常较大；为提高检测的便利性，第二点位m通常远小于n；然后按照步骤S220检测皮带4空载状态下m个距离传感器3与皮带4上m第二点位的初始距离，分别计为D₁、D₂…D_m；之后按照步骤S230检测皮带4负载状态下m个距离传感器3与皮带4上m第二点位的负载距离，分别计为d₁、d₂…d_m；最后按照步骤S240，根据D₁和d₁的差值…D_m和d_m的差值计算得到下沉距离△D₁、△D₂…△D_m。

此时，第二点位和第一点位虽然并非一一对应关系，但是可以通过与第一点位相邻或相近第二点位或者相近的多个第二点位下沉距离的均值。

示例性的，在图4和图7所示实施例中，距离传感器3设置沿皮带4宽度方向设置为五组，五组距离传感器3测得的下沉距离分别为△D₁、△D₂、△D₃、△D₄、△D₅；将△D₁、△D₂、△D₃三者的均值定义为△D_左，将△D₃、△D₄、△D₅三者的均值定义为△D_右，将△D₃定义为△D_中，可利用△D_左对皮带4左侧多个第一点位和预设位置的初始距离进行修正，利用△D_中对皮带4正中央的第一点位和预设位置的初始距离进行修正，利用对皮带4右侧的多个第一点位和预设位置的初始距离进行修正。

步骤S40具体为利用上述激光扫描仪1测量负载状态皮带4上承载物料的上表面的f个第三点位分别和预设位置之间的实时距离，并分别计为r₁、r₂…r_f，此时，负载状态下皮带4上的全部第一点位和预设位置连线形成第一类扇形面，之所以称为类扇形面是因为皮带4下沉的形状并非规则的圆弧；物料上表面的全部第三点位和预设位置的连线形成第二类扇形面。由于实时距离同样采用预设位置的激光扫描仪1测量，可以取f＝n，也即测量皮带4空载时多个第一点位和预设位置的零位距离和测量物料多个第三点位和预设位置的实时距离时无需改变激光扫描仪1的旋转步进角度，也即任一对应的第二点位和第三点位二者与预设位置三点共线设置。

步骤S50为分别计算第一类扇形面的面积A和第二类扇形的面积B。其中，A＝π*θ*(R₁ ²+R₂ ²+…R_n ²)/360，B＝π*θ*(r₁ ²+r₁ ²+…r_f ²)/360。步骤S60的一个优选实施例中，全部第一点位的连线、全部第二点位的连线和全部第三点位的连线的投影重合且垂直皮带4的长度方向，也即第一类扇形面和第二类扇形面均为垂直皮带4长度方向的竖直面，此时A和B的差值即为物料的截面面积，也即S＝A-B。最后根据Q＝S*v计算得到物料的实时流量即可，v表示皮带4的运动速度也即物料的输送速度。

在上述步骤中，皮带4的速度可直接设定输入或者由编码器5测得。零位距离和初始距离，负载距离和实时距离实时测量；设定激光扫描仪1每完成一轮全部第三点位的实时距离测量时，皮带4的行进距离为l，则皮带4机预设时间内也即预设皮带4行进长度L的实际体积

本发明实施例所提供的掘进机皮带出渣体积流量监测方法还包括计算预设时间物料输送的实际体积V_volu和理论体积V_理论，当二者的差值体积偏差ΔV超过设定偏差时进行预警。实际体积的计算如上，理论体积的计算是根据掘进机开挖直径D和渣土的松散系数ρ，利用V_理论＝π*(D/2)²*L*ρ求得，ΔV＝V_volu-V_理论，ΔV可以取正也可以取负，或者求差后取绝对值和设定偏差的绝对值进行比较。

本发明实施例还提供一种掘进机皮带出渣体积流量监测系统，该流量监测系统包括第一距离检测机构、第二距离检测机构、第一处理器7和第二处理器8。其中，第一距离检测机构和第一处理器7连接，其用以在第一处理器7的控制下检测皮带4空载状态下皮带4上多个第一点位和皮带4上方预设位置的零位距离，和皮带4负载状态下皮带4上物料上表面多个第三点位和预设位置的实时距离，并将检测数据发送给第一处理器7；预设位置具体为第一距离检测机构的安装位，通常设置皮带4的中央的正上方，第一距离传感器3具体采用激光扫描仪1，激光扫描仪1通过皮带4一侧的扫描仪支架2安装在皮带4的上方，使得激光扫描仪1能够在第一处理器7的控制下按照预设的旋转步进角度从皮带4宽度的一端至另一端进行扫描测距。

第二距离检测机构连接第二处理器8，第二距离检测机构用来检测皮带4空载状态下第二点位和第二距离检测机构的初始距离，以及用来检测皮带4负载装置下第二点位和第二距离检测机构的负载距离并将初始距离和负载距离发送给第二处理器8；第二距离检测机构具体采用安装在皮带4下方的多组距离传感器3，多组距离传感器3的组数和第二点位的组数相同，且多组距离传感器3优选设置在激光扫描仪1的正下方并沿皮带4的宽度方向均匀布置。两侧的距离传感器3距离皮带4的边缘100mm左右。

第二处理器8连接全部的距离传感器3和第一处理器7，用来根据距离传感器3测得的初始距离和负载距离计算各皮带4上的第二点位的下沉距离，同时将下沉距离发送给第一处理器7，供第一处理器7计算物料的实时流量。第二处理器8可采用PLC控制器。

第一处理器7用来根据上述实施例记载的流量监测方法、零位距离、实时距离和下沉距离及皮带4的运行速度计算物料的实时流量及控制第一距离检测机构运动。作为可选地，皮带4可以按照额定速度运行，额定速度可存储在第一处理器7中。此外，还可以设置用来检测皮带4运行速度的编码器5，编码器5采用测量轮编码器，测量轮编码器通过编码器支架6安装在皮带4的下方，保证测量轮编码器与皮带4紧贴。编码器5与第一处理器7或第二处理器8连接，最终将检测的皮带4运行速度发送给第一处理器7进行运算。

在上述实施例的基础之上，第一处理器7还连接警报装置，第一处理器7能够根据检测的实时流量和通过掘进机的开挖直径和渣土的松散系数计算物料的理论流量，通过比对实际流量和理论流量的差值超过设定差值时控制警报装置预警。第一处理器7优选采用工控机，警报装置采用蜂鸣器或指示灯。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的掘进机皮带出渣体积流量监测方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种掘进机皮带出渣体积流量监测方法，其特征在于，包括：

测量皮带空载状态下皮带上方预设位置至皮带上表面若干第一点位的零位距离：R0₁、R0₂…R0_n；

测量皮带负载状态相对其空载状态下皮带上若干第二点位的下沉距离：△D₁、△D₂…△D_m；

根据全部所述第一点位的所述零位距离和与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离计算得到所述预设位置和皮带负载状态下的上表面之间的全部所述第一点位的零位校准距离：R₁、R₂…R_n；

测量皮带负载状态下所述预设位置与皮带上方的物料的上表面若干第三点位的实时距离：r₁、r₂…r_f；

由A＝π*θ*(R₁ ²+R₂ ²+…R_n ²)/360计算皮带负载状态下所述预设位置与全部所述第一点位构成的第一类扇形的面积，由B＝π*θ*(r₁ ²+r₁ ²+…r_f ²)/360计算所述预设位置与全部所述第三点位构成的第二类扇形的面积；

利用所述第一类扇形的面积和所述第二类扇形的面积计算得到皮带上方物料的截面面积S，并根据Q＝S*v计算得到物料的实时流量；

其中：n、m、f均为正整数，θ为所述预设位置与皮带宽度方向两端的夹角，Q为物料的实时流量，v为皮带的运行速度；若干所述第一点位的连线、若干所述第二点位的连线和若干所述第三点位的连线共面设置，且三者连线所在的平面与皮带的输送方向呈角度设置。

2.根据权利要求1所述的掘进机皮带出渣体积流量监测方法，其特征在于，所述第一点位的连线、所述第二点位的连线和所述第三点位的连线的投影重合且垂直皮带的长度方向；

所述利用所述第一类扇形的面积和所述第二类扇形的面积计算得到皮带上方物料的截面面积S的步骤为：根据S＝A-B计算所述物料的截面面积。

3.根据权利要求1所述的掘进机皮带出渣体积流量监测方法，其特征在于，所述测量皮带负载状态相对其空载状态下皮带上若干第二点位的下沉距离：△D₁、△D₂…△D_m的步骤为：

在全部所述第二点位的正下方设置距离传感器；

于皮带空载状态下测量所述距离传感器与对应的所述第二点位的初始距离：D₁、D₂…D_m；

于皮带负载状态下测量所述距离传感器与对应的所述第二点位的负载距离：d1、d2…dm；

根据所述第二点位相互对应的所述初始距离和所述负载距离的差值计算全部所述第二点位的所述下沉距离。

4.根据权利要求3所述的掘进机皮带出渣体积流量监测方法，其特征在于，所述根据全部所述第一点位的所述零位距离和与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离计算得到所述预设位置和皮带负载状态下的上表面之间的全部所述第一点位的零位校准距离R₁、R₂…R_n的步骤为：

计算与所述第一点位相邻/相近的所述第二点位的所述下沉距离在对应所述第一点位与所述预设位置连线方向的投影长度，根据所述零位距离与对应的所述投影长度之和计算所述零位校准距离。

5.根据权利要求1-4任一项所述的掘进机皮带出渣体积流量监测方法，其特征在于，还包括根据所述物料的实时流量计算预设时间段内的实际体积V_volu，利用V_理论＝π*(D/2)²*L*ρ计算掘进机的挖掘物料的理论体积，根据ΔV＝V_volu-V_理论式中计算体积偏差ΔV，且当所述体积偏差大于设定偏差时进行预警。

6.根据权利要求5所述的掘进机皮带出渣体积流量监测方法，其特征在于，m≤n＝f，且任一组相互对应的所述第一点位和所述第三点位与所述预设位置三点共线。

7.一种掘进机皮带出渣体积流量监测系统，其特征在于，包括：

第一距离检测机构，其设于皮带上方预设位置并用以检测皮带空载时皮带上表面多个第一点位和所述预设位置的零位距离，和用以检测皮带负载状态时物料上表面多个第三点位与所述预设位置的实时距离；

第二距离检测机构，其设于皮带下方并用以检测皮带空载时皮带下表面多个所述第二点位和第二距离检测机构的初始距离，和用以检测皮带负载状态时皮带下表面多个所述第二点位和第二距离检测机构的负载距离；

第二处理器，连接所述第二距离检测机构并用以根据所述负载距离和所述初始距离的差值计算皮带的全部所述第二点位负载状态相对空载状态的下沉距离；

第一处理器，连接所述第一距离检测机构和所述第二处理器并用于根据所述零位距离、所述实时距离、所述下沉距离和皮带的运行速度执行权利要求1-6任一项所述掘进机皮带出渣体积流量监测方法以计算皮带上物料的实时流量。

8.根据权利要求7所述的掘进机皮带出渣体积流量监测系统，其特征在于，所述第一距离检测机构为激光扫描仪，所述第二距离检测机构为设于皮带正下方的多组距离传感器，多组所述距离传感器和所述激光扫描仪位于同一竖直平面内且所述竖直平面垂直皮带的长度方向。

9.根据权利要求8所述的掘进机皮带出渣体积流量监测系统，其特征在于，还包括用以检测皮带运行速度的编码器，所述编码器连接所述第一处理器或所述第二处理器。

10.根据权利要求7-9任一项所述的掘进机皮带出渣体积流量监测系统，其特征在于，所述第一处理器连接警报装置，以在测量的物料的实时流量与理论流量的差值大于设定值时控制所述警报装置报警。

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