CN210422620U

CN210422620U - 一种掘进机

Info

Publication number: CN210422620U
Application number: CN201921566611.7U
Authority: CN
Inventors: 屈海龙; 崔玲玲; 张彦鸿
Original assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2029-09-19

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种掘进机，涉及掘进机技术领域。本实用新型的实施例提供的掘进机包括第一距离传感器、第二距离传感器、控制器以及本体。第一距离传感器和第二距离传感器均安装在本体上，且均与控制器通信。通过第一距离传感器和第二距离传感器即可对第一检测点和第一被检测点之间的距离以及第二检测点和第二被检测点之间的距离进行检测，并发送给控制器，以便通过控制器计算获得行进方向与第一侧壁之间的夹角，从而使操作者能够更加准确地对掘进机进行操纵，防止掘进机在行进时发生碰撞。该掘进机的角度检测结构简单，维护成本低。

Description

一种掘进机

技术领域

本实用新型涉及掘进机技术领域，具体而言，涉及一种掘进机。

背景技术

掘进机需要在矿井中进行施工行走。矿井内能见度差，操作人员在巷道内行走时，无法根据肉眼对掘进机的行进方向进行准确判断，也就无法避免在行进时掘进机与巷道侧壁发生碰撞。

现有的定位技术多根据GPS(全球定位系统)信号进行精确定位，然而在矿井下很难对GPS信号进行采集，而且GPS系统繁琐复杂，维护成本高，不利于大批量使用。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种掘进机，其能够改善现有技术中存在的上述问题。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种掘进机，其包括掘进机包括本体、第一距离传感器、第二距离传感器和控制器；所述第一距离传感器安装于所述本体的第一检测点，所述第二距离传感器安装于所述本体的第二检测点；所述第一距离传感器用于检测所述第一检测点与巷道的第一侧壁内第一被检测点之间的第一距离；所述第二距离传感器用于检测所述第二检测点到所述第一侧壁内第二被检测点之间的第二距离；所述第一检测点和所述第二检测点的连线与所述第一检测点和所述第一被检测点的连线成夹角设置，和/或所述第一检测点和所述第二检测点的连线与所述第二检测点和所述第二被检测点的连线成夹角设置；所述第一距离传感器和所述第二传感器均与所述控制器通信，所述控制器用于根据所述第一距离和所述第二距离计算得到行进方向与所述第一侧壁之间的夹角。

可选的，上述第一检测点和所述第二检测点位于所述本体的同一侧。

可选的，上述第一检测点和所述第二检测点沿所述行进方向间隔设置。

可选的，上述第一检测点和所述第一被检测点的连线与所述第二检测点和第二被检测点的连线平行。

可选的，上述掘进机还包括第三距离传感器，第三距离传感器安装于所述本体的第三检测点，用于检测所述第三检测点与巷道的第二侧壁内第三被检测点之间的第三距离；所述第三距离传感器与所述控制器通信。

可选的，上述掘进机还包括第四距离传感器，第四距离传感器安装于所述本体的第四检测点，用于检测第四检测点与所述第二侧壁内第四被检测点之间的第四距离；所述第四距离传感器与所述控制器通信；

其中，所述第三检测点和所述第四检测点的连线与所述第三检测点和所述第三被检测点的连线成夹角设置，和/或所述第三检测点和所述第四检测点的连线与所述第四检测点和所述第四被检测点的连线成夹角设置。

可选的，上述第三检测点和所述第四检测点沿所述行进方向间隔设置。

可选的，上述第三检测点和所述第三被检测点的连线与所述第四检测点和第四被检测点的连线平行。

可选的，上述掘进机还包括报警系统，所述报警系统与所述控制器通信。

可选的，上述掘进机还包括显示屏，所述显示屏与所述控制器通信。

本实用新型实施例的掘进机的有益效果包括，例如：

本实用新型的实施例提供了一种掘进机，其包括第一距离传感器、第二距离传感器、控制器以及本体。第一距离传感器和第二距离传感器均安装在本体上，且均与控制器通信。通过第一距离传感器和第二距离传感器即可对第一检测点和第一被检测点之间的距离以及第二检测点和第二被检测点之间的距离进行检测，并发送给控制器，以便通过控制器计算获得行进方向与第一侧壁之间的夹角，从而使操作者能够更加准确地对掘进机进行操纵，防止掘进机在行进时发生碰撞。该掘进机的角度检测结构简单，维护成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的掘进机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的掘进机位于巷道内时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的掘进机的局部结构示意图。

图标：100-掘进机；110-本体；121-第一检测点；122-第一距离传感器；123-第二检测点；124-第二距离传感器；125-第三检测点；126-第三距离传感器；127-第四检测点；128-第四距离传感器；131-A点；132-行进方向；133-显示屏；134-报警系统；135-控制器；140-巷道；141-第一侧壁；142-第二侧壁；143-第一被检测点；144-第二被检测点；145-第三被检测点；146-第四被检测点。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

图1为本实施例提供的掘进机100的结构示意图，图2为本实施例提供的掘进机100位于巷道140内时的结构示意图；图3为本实施例提供的掘进机100的局部结构示意图。请结合参考图1至图3，本实施例提供了一种掘进机100，其包括本体110、第一距离传感器122、第二距离传感器124以及控制器135，巷道140包括相对平行的第一侧壁141和第二侧壁142。第一距离传感器122布置在本体110的第一检测点121处，当掘进机100在巷道140内行进时，通过第一距离传感器122检测第一检测点121到第一侧壁141内第一被检测点143的距离，该距离为第一距离L1；第二距离传感器124布置在本体110的第二检测点123处，当掘进机100在巷道140内行进时，通过第二距离传感器124检测第二检测点123到第一侧壁141内第二被检测点144的距离，该距离为第二距离L2。第一距离传感器122和第二距离传感器124均与控制器135通信，从而将检测到的第一距离和第二距离发送给控制器135，控制器135根据第一距离和第二距离计算获得本体110的行进方向132与第一侧壁141之间的夹角，从而使得操作者对掘进机100在巷道140内的行进情况进行了解，有助于辅助操作者进行驾驶操作。可选的，控制器135为PLC(可编程序控制器)。需要说明的，在本实施例的描述中，巷道140为两侧具有壁面阻挡的通道。

下面对本实施例提供的掘进机100进行进一步说明：

在本实施例中，第一距离传感器122为激光测距仪，该激光测距仪固定连接在本体110的第一检测点121处，并沿第一预设方向发射激光，激光与第一侧壁141的交点即为第一被检测点143，从而通过激光测距仪获得第一检测点121与第一被检测点143之间的距离，即第一距离。第二距离传感器124为激光测距仪，该激光测距仪固定连接在本体110的第二检测点123处，并沿第二预设方向发射激光，激光与第一侧壁141的交点即为第二被检测点144，从而通过激光测距仪获得第二检测点123与第二被检测点144之间的距离。第一检测点121和第二检测点123的连线与第一检测点121和第一被检测点143的连线成夹角设置，和/或第一检测点121和第二检测点123的连线与第二检测点123和第二被检测点144的连线成夹角设置，也就是说，第一检测点121与第二检测点123的连线、第一预设方向以及第二预设方向不共线，或者说，第一检测点121、第一被检测点143、第二检测点123以及第二被检测点144，这四个点不共线。因此通过简单的三角运算即可获得第一检测点121和第二检测点123的连线与第一侧壁141的夹角，由于第一检测点121和第二检测点123的位置固定，因此通过对第一检测点121和第二检测点123的连线与第一侧壁141所在平面的夹角进行简单变换即可获得掘进机100本体110的行进方向132与第一侧壁141所在平面的夹角，即掘进机100本体110的行进角度。

进一步的，第一检测点121和第二检测点123沿行进方向132间隔设置，即第一检测点121和第二检测点123的连线与行进方向132同向，因此第一检测点121和第二检测点123的连线与第一侧壁141所在平面的夹角即为掘进机100本体110的行进角度，掘进机100本体110的行进角度的检测过程更加简单。

进一步的，第一预设方向和第二预设方向平行设置，即第一检测点121与第一被检测点143的连线和第二检测点123与第二被检测点144的连线平行。因此第一检测点121和第二检测点123的连线所在直线、第一检测点121和第一被检测的连线所在直线、第二检测点123和第二被检测点144所在直线以及第一侧壁141所在平面构成两个相似三角形，根据相似三角形原理，可以快速计算出第一检测点121和第二检测点123的连线与第一侧壁141的夹角。

进一步的，第一预设方向和第二预设方向均与第一检测点121和第二检测点123的连线垂直，因此通过相似三角形原理以及正切公式即可对第一检测点121和第二检测点123的连线与第一侧壁141的夹角进行计算，具体的,根据以下公式进行计算:

其中，α1为第一检测点121和第二检测点123的连线与第一侧壁141所在平面的夹角；L1为第一距离；L2为第二距离；S1为第一检测点121到第二检测点123的距离。

需要说明的，在本实施例中，第一预设方向和第二预设方向均与第一检测点121和第二检测点123的连线不共线，因此第一检测点121、第一被检测点143、第二检测点123以及第二被检测点144构成四边形，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，将第一预设方向或第二预设方向中的一个与第一检测点121和第二检测点123的连线共线设置，第一检测点121、第一被检测点143、第二检测点123以及第二被检测点144构成三角形。

进一步的，第一检测点121和第二检测点123均位于本体110靠近第一侧壁141的一侧，掘进机100上各部件的布局更加合理。

请继续结合参考图1至图3，在本实施例中，掘进机100还包括第三距离传感器126，第三距离传感器126布置在本体110的第三检测点125处，当掘进机100在巷道140内行进时，通过第三距离传感器126检测第三检测点125到第二侧壁142内的第三被检测点145之间的距离，该距离为第三距离。同时第三距离传感器126与控制器135通信，由于已获知掘进机100的行进角度以及第一距离和第二距离，因此在获得第三距离后即可通过简单的数学计算得到巷道140的宽度，以及掘进机100本体110到巷道140第一侧壁141的最小距离以及到第二侧壁142的最小距离。以图2中所示情况为例，掘进机100前端的A点131为本体110到第一侧壁141最近的一点，掘进机100后端的B点为本体110到第二侧壁142最近的一点。

具体的，第三距离传感器126为激光测距仪，该激光测距仪固定连接在本体110的第三检测点125处，并沿第三预设方向发射激光，激光与第二侧壁142的交点即为第三被检测点145，从而通过激光测距仪获得第三检测点125和第三被检测点145之间的距离，即第三距离。进一步的，第三检测点125设置在掘进机100本体110后端的B点处，因此根据第三距离即可方便地计算出掘进机100到第二侧壁142的最小距离。进一步的，第三预设方向与行进方向132垂直，因此根据余弦公式即可获得掘进机100到第二侧壁142的最小距离，具体的，采用以下公式进行计算：

Y1＝cosα×M1；

其中，Y1为B点到第二侧壁142的距离；α为行进角度；M1为第三距离。

请继续结合参考图1至图3，在本实施例中，掘进机100还包括第四距离传感器128。第四距离传感器128布置在本体110的第四检测点127处，当掘进机100在巷道140内行进时，通过第四距离传感器128检测第四检测点127到第二侧壁142内的第四被检测点146之间的距离，该距离为第四距离，同时第四距离传感器128与控制器135通信。而且第三检测点125和第四检测点127的连线与第三检测点125和第三被检测点145的连线和/或第四检测点127和第四被检测点146的连线成夹角设置，也就是说，第三检测点125、第三被检测件、第四检测点127和第四被检测点146，这四个点不共线。因此控制器135根据第三距离和第四距离进行简单的三角运算即可获得第三检测点125和第二检测点123的连线与第二侧壁142的夹角，进而获得行进方向132与第二侧壁142的夹角，由于第一侧壁141和第二侧壁142平行设置，因此理论上，行进方向132与第一侧壁141的夹角等于行进方向132与第二侧壁142的夹角，控制器135通过对得到的行进方向132与第一侧壁141和第二侧壁142的夹角进行对比分析，可以对具体的行进角度进行修正，以使检测结果更加准确。

具体的，第四距离传感器128为激光测距仪，该激光测距仪固定连接在本体110的第四检测点127处，并沿第四预设方向发射激光，激光与第二侧壁142的交点即为第四被检测点146，从而通过激光测距仪获得第四检测点127和第四被检测点146之间的距离，即第四距离。

需要说明的，在本实施例中，第一距离传感器122、第二距离传感器124、第三距离传感器126和第四距离传感器128均采用激光测距仪，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求，采用其他类型的距离传感器进行距离测量，例如超声波测距传感器、红外线测距传感器等。

进一步的，第三检测点125和第四检测点127的连线与行进方向132平行，因此第三检测点125和第四检测点127的连线与第二侧壁142的夹角等于行进方向132与第二侧壁142的夹角。当控制器135得到行进方向132与第一侧壁141的夹角α1以及行进方向132与第二侧壁142的夹角α2后，通过对Δα＝|α₁-α₂|与预设值进行对比，以对检测结果进行确认。当Δα小于或者等于预设值时，

当Δα大于预设值时，控制器135判断其中至少一个距离传感器异常，控制器135发出报警信号，以提示工作人员进行维护操作。可选的，预设值为5％α1。进一步的，掘进机100还包括报警系统134，报警系统134与控制器135通信，当控制器135判断至少一个距离传感器异常时，控制器135向报警系统134发出报警信号，报警系统134随之报警，以使工作人员获知。

进一步的，第三预设方向和第四预设方向平行，因此通过相似三角形原理即可计算获得第三检测点125和第四检测点127的连线与第二侧壁142的夹角。进一步的，第三预设方向和第四预设方向均与行进方向132垂直，因此通过相似三角形原理以及正切公式即可计算获得第三检测点125和第四检测点127的连线与第二侧壁142的夹角，计算过程简单。进一步的，第一检测点121与第四检测点127的连线与行进方向132垂直，第二检测点123与第三检测点125的连线与行进方向132垂直，布局更加合理。

需要说明的，在本实施例中，距离传感器的数量为四个，通过四个距离传感器检测相应距离，简单且精确地对行进角度进行检测，而且通过简单计算可获得巷道140宽度、掘进机100两侧到巷道140壁面的最小距离等数据，以便操作人员可根据数据对掘进机100进行合理控制，防止掘进机100在行进过程中与巷道140壁面发生碰撞，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求合理增删距离控制器135，例如在掘进机100本体110的A点131处增设距离传感器，以便可以更加简单快捷地对掘进机100与第一侧壁141的最小距离进行计算。

在本实施例中，掘进机100还包括显示屏133。显示屏133与控制器135通信，控制器135获得的各种数据通过显示屏133进行显示，以使操作人员在驾驶掘进机100时能够更加清楚地对掘进机100情况进行了解。

本实施例提供的一种掘进机100至少具有以下优点：

本实用新型的实施例提供的掘进机100，通过设置距离传感器检测相应距离，并将该距离数据发送给控制器135，从而获得掘进机100在巷道140内行进时的具体状况，以便操作人员可以更加方便地对掘进机100进行控制，防止掘进机100在行进过程中与巷道140碰撞。而且检测结构简单，有助于降低生产以及使用成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机(100)包括本体(110)、第一距离传感器(122)、第二距离传感器(124)和控制器(135)；所述第一距离传感器(122)安装于所述本体(110)的第一检测点(121)，所述第二距离传感器(124)安装于所述本体(110)的第二检测点(123)；所述第一距离传感器(122)用于检测所述第一检测点(121)与巷道(140)的第一侧壁(141)内第一被检测点(143)之间的第一距离；所述第二距离传感器(124)用于检测所述第二检测点(123)到所述第一侧壁(141)内第二被检测点(144)之间的第二距离；所述第一检测点(121)和所述第二检测点(123)的连线与所述第一检测点(121)和所述第一被检测点(143)的连线成夹角设置，和/或所述第一检测点(121)和所述第二检测点(123)的连线与所述第二检测点(123)和所述第二被检测点(144)的连线中的至少两个成夹角设置；所述第一距离传感器(122)和所述第二距离传感器(124)均与所述控制器(135)通信，所述控制器(135)用于根据所述第一距离和所述第二距离计算得到行进方向(132)与所述第一侧壁(141)之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述第一检测点(121)和所述第二检测点(123)位于所述本体(110)的同一侧。

3.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述第一检测点(121)和所述第二检测点(123)沿所述行进方向(132)间隔设置。

4.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述第一检测点(121)和所述第一被检测点(143)的连线与所述第二检测点(123)和第二被检测点(144)的连线平行。

5.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机(100)还包括第三距离传感器(126)，第三距离传感器(126)安装于所述本体(110)的第三检测点(125)，用于检测所述第三检测点(125)与巷道(140)的第二侧壁(142)内第三被检测点(145)之间的第三距离；所述第三距离传感器(126)与所述控制器(135)通信。

6.根据权利要求5所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机(100)还包括第四距离传感器(128)，第四距离传感器(128)安装于所述本体(110)的第四检测点(127)，用于检测第四检测点(127)与所述第二侧壁(142)内第四被检测点(146)之间的第四距离；所述第四距离传感器(128)与所述控制器(135)通信；

其中，所述第三检测点(125)和所述第四检测点(127)的连线与所述第三检测点(125)和所述第三被检测点(145)的连线成夹角设置，和/或所述第三检测点(125)和所述第四检测点(127)的连线与所述第四检测点(127)和所述第四被检测点(146)的连线成夹角设置。

7.根据权利要求6所述的掘进机，其特征在于，所述第三检测点(125)和所述第四检测点(127)沿所述行进方向(132)间隔设置。

8.根据权利要求6所述的掘进机，其特征在于，所述第三检测点(125)和所述第三被检测点(145)的连线与所述第四检测点(127)和第四被检测点(146)的连线平行。

9.根据权利要求6所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机(100)还包括报警系统(134)，所述报警系统(134)与所述控制器(135)通信。

10.根据权利要求1-9任一项所述的掘进机，其特征在于，所述掘进机(100)还包括显示屏(133)，所述显示屏(133)与所述控制器(135)通信。