專利名稱：掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)機(jī)領(lǐng)域的煤礦井下做業(yè)的掘進(jìn)機(jī)，特別是涉及一種掘進(jìn)機(jī)機(jī)身相對(duì)巷道中心點(diǎn)的位姿參數(shù)的測(cè)量裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在掘進(jìn)機(jī)按照對(duì)于巷道斷面的作用方式可劃分為兩種全斷面掘進(jìn)機(jī)和部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)(懸臂式掘進(jìn)機(jī))，一般由截割部、裝載部、行走部、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成，可實(shí)現(xiàn)煤巖的截割、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載，并能自行行走和噴霧除塵，由于其具有掘進(jìn)速度快，結(jié)構(gòu)緊湊， 工作方式靈活，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在我國(guó)的巷道掘進(jìn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，要求巷道施工向安全、優(yōu)質(zhì)、省力、高效、舒適方向發(fā)展， 傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)雖然可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，一定程度上滿足上述要求，但仍然是手工操作，超挖、欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重，司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，舒適性較差，勞動(dòng)生產(chǎn)率也低，而且施工質(zhì)量、施工安全很大程度上取決于人為因素，采掘業(yè)屬于苦、險(xiǎn)、臟行業(yè)，因事故而傷亡的人數(shù)也較多。 因此加強(qiáng)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)化功能，將超前探測(cè)、自動(dòng)定位等裝置安裝在懸臂式掘進(jìn)機(jī)上，可使巷道施工更加安全、優(yōu)質(zhì)、省力、高效、舒適。鑒于此，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者也做了很多的研究工作，取得了一些成果。公告號(hào)為CN201013380Y，授權(quán)公告日2008年1月30日，實(shí)用新型的名稱為“全自動(dòng)掘進(jìn)機(jī)”，該專利案的設(shè)計(jì)提出了一種遠(yuǎn)程控制方式，其通過采用航天導(dǎo)航定位儀，實(shí)時(shí)檢測(cè)掘進(jìn)機(jī)在慣性空間的絕對(duì)位置坐標(biāo)，對(duì)掘進(jìn)機(jī)和截割頭進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，包含截割頭空間位置的檢測(cè)。該專利雖理論上可行，但由于航天儀器的精密性，易受煤巷井下惡劣環(huán)境的影響，具體實(shí)施有一定的困難，井下實(shí)施不具有實(shí)用性。公告號(hào)為CN101266134A，授權(quán)公告日2008年9月17日，專利名稱為“懸臂機(jī)頭位姿的測(cè)量系統(tǒng)及其方法”，該專利案的設(shè)計(jì)提出了一種懸臂機(jī)頭位姿測(cè)量系統(tǒng)，其通過采用激光機(jī)動(dòng)全站儀測(cè)量掘進(jìn)機(jī)位姿。該專利通過激光機(jī)動(dòng)全站儀發(fā)射激光到掘進(jìn)機(jī)，經(jīng)過棱鏡反射，再對(duì)發(fā)射回來(lái)的激光信號(hào)進(jìn)行接收，然后要通過無(wú)線信號(hào)的傳輸才能到達(dá)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的計(jì)算機(jī)，一次性地測(cè)量掘進(jìn)機(jī)的全部位姿參數(shù)。該專利雖然理論上可行，但具有調(diào)節(jié)難度大、對(duì)工作人員要求較高、成本較高等缺點(diǎn)，而且至今還沒有成熟的防爆產(chǎn)品，很難在煤礦推廣應(yīng)用。而本發(fā)明是在掘進(jìn)機(jī)上進(jìn)行信號(hào)的接收和傳輸，利用已測(cè)得的參數(shù)值求得掘進(jìn)機(jī)的位姿參數(shù)。公告號(hào)為CN1016^807A，授權(quán)
公開日2010年1月20日，發(fā)明專利名稱為“掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及其方法”，該專利案的設(shè)計(jì)提出了一種掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，通過兩臺(tái)線激光發(fā)射器及機(jī)架、激光標(biāo)靶，可編程控制器以及兩臺(tái)傾角傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)掘進(jìn)機(jī)位姿(包括偏向位移、偏向角、俯仰角和滾動(dòng)角)的測(cè)量，但是，其裝備需要兩臺(tái)激光發(fā)射器，其中一臺(tái)激光發(fā)射器為固定，但另一臺(tái)為人工安裝，扇形光束不易產(chǎn)生，而且傾角傳感器測(cè)量結(jié)果為相對(duì)水平面的結(jié)果，并不能真實(shí)反映掘進(jìn)機(jī)的傾角，同時(shí)存在具有調(diào)節(jié)難度大、對(duì)工作人員要求較高、成本較高、激光標(biāo)靶的安全性難以保證、容易在運(yùn)行過程中受到損害等缺點(diǎn)。鑒于以上發(fā)明的種種缺點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)截割和掘進(jìn)，減輕井下工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)易定位的方法，本發(fā)明人經(jīng)過不斷地研究、設(shè)計(jì)，終于確定出具有重要實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的主要目的在于克服上述掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量方法的技術(shù)不足，提供一種掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿參數(shù)的測(cè)量裝置和方法，完成對(duì)掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)(包括掘進(jìn)機(jī)相對(duì)于巷
道中心線的左右偏移Ps.,上下偏移& ,相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身中心的搖擺角α，俯仰角,5,偏
轉(zhuǎn)角 > ,前后偏移屬前進(jìn)方向，不必討論)的測(cè)算。由于本發(fā)明只取煤巷掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)有的激光指向儀所發(fā)射的激光束為基準(zhǔn)參考，因此經(jīng)計(jì)算得到的參數(shù)可直接確定掘進(jìn)機(jī)的位置和姿態(tài)，進(jìn)而可以確定當(dāng)前的掘進(jìn)機(jī)與巷道基準(zhǔn)的偏差，在掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)過程中對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行修正便可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)行走的智能控制。本發(fā)明的目的還在于，在實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)確定位的基礎(chǔ)上，控制截割頭進(jìn)行各個(gè)方位的補(bǔ)償截割實(shí)現(xiàn)對(duì)截割斷面的精確控制，即仿形截割，截割出不同形式(如矩形、梯形、拱形)的巷道斷面，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人掘進(jìn)工作面提供技術(shù)參數(shù)。因而本發(fā)明的目的還在于對(duì)掘進(jìn)機(jī)仿形截割提供相關(guān)參數(shù)。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種由激光指向儀1、掘進(jìn)機(jī)水平蓋板 2，定位裝置3，激光接收光柵4、5，可編程控制器的運(yùn)算與處理模塊6，回轉(zhuǎn)裝置7及其機(jī)架 8，回轉(zhuǎn)裝置9及其機(jī)架10，伺服驅(qū)動(dòng)裝置11、12，安全保護(hù)罩13、14，清理刷15、16組成的一套測(cè)量裝置。激光指向儀1由煤礦地測(cè)部位安裝，按照巷道的設(shè)計(jì)要求給出掘進(jìn)方向，是巷道掘進(jìn)的唯一方向基準(zhǔn)，要求其應(yīng)位于巷道的設(shè)計(jì)中心。定位裝置3焊接于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身的定位點(diǎn)，要求焊接完成后進(jìn)行磨削，便于水平蓋板安裝于其上。機(jī)架8與10安裝于水平蓋板2上，伸出至回轉(zhuǎn)臺(tái)上部，且位于機(jī)身中心，間距力ι如附圖2所示，其不影響掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)工作?；剞D(zhuǎn)裝置7與9分別固定于機(jī)架8與10上，激光接收光柵4與5分別與回轉(zhuǎn)裝置7與9相連，初始安裝位置分別位于安全保護(hù)罩13、14內(nèi)。其中，激光接收光柵4、5由若干個(gè)光敏元件排列組成，如圖3所示，每個(gè)光敏元件均在安裝時(shí)標(biāo)定，且具有感光開關(guān)功能，當(dāng)其接收到激光時(shí)，可以將既定電路接通，通過可編程序控制器的處理實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前信號(hào)的記錄。清理毛刷15、16位于安全保護(hù)罩內(nèi)，可以在每次工作后對(duì)光敏元件進(jìn)行清理。其安裝與工作過程為 1、安裝過程
1. 1將激光接收光柵4、5與可編程序控制器的運(yùn)算與處理模塊6集成連接，光柵安裝于回轉(zhuǎn)裝置7、9上，并置于安全保護(hù)罩內(nèi)，同時(shí)將運(yùn)算處理模塊6安裝于機(jī)身電控箱內(nèi)。安全保護(hù)罩13、14固定于水平蓋板固定位置，而回轉(zhuǎn)裝置7、9與伺服驅(qū)動(dòng)裝置11、12連接，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)功能；
1. 2將定位立柱安裝于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身中心，其中中心立柱3-1要求與掘進(jìn)機(jī)機(jī)身水平面垂直，且位于雙履帶前后、左右的正中心，另一定位立柱3-2與掘進(jìn)機(jī)機(jī)身水平面垂直，其余3-3、3-4、3-5要求能實(shí)現(xiàn)輔助固定即可；
51.3將水平蓋板通過定位立柱安裝于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身，此時(shí)，整套設(shè)備已安裝好，如

圖1所2、工作過程
2. 1打開激光指向儀，使巷道內(nèi)部產(chǎn)生測(cè)量基準(zhǔn)； 2. 2開啟可編程序控制器的運(yùn)算與處理模塊； 2. 3調(diào)整激光接收光柵，使其與掘進(jìn)機(jī)機(jī)身平行。2. 4當(dāng)掘進(jìn)機(jī)完成一次掘進(jìn)工作后，安全保護(hù)罩13打開，開啟伺服驅(qū)動(dòng)裝置11帶動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置7，使接收光柵4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)接收光柵上的光敏元件接收到激光信號(hào)后，可編程序控制器可控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置7反向回轉(zhuǎn)，至初始位置停止，然后關(guān)閉安全保護(hù)罩13， 內(nèi)部開啟清理刷15，對(duì)光敏元件進(jìn)行一次清理。將激光接收光柵接收的光敏元件號(hào)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)信息反饋到可編程序控制器處理模塊中，計(jì)算得到此時(shí)通過光柵4記錄的
半徑。和轉(zhuǎn)角1完成后，于此對(duì)稱，后一組裝置安全保護(hù)罩14、回轉(zhuǎn)裝置9、激光接收光柵
5、清理刷16完成另一組測(cè)量工作，可計(jì)算得通過光柵5記錄的半徑和轉(zhuǎn)角4兩組光柵的運(yùn)動(dòng)過程通過可編程序控制器實(shí)現(xiàn)精確控制。至此，計(jì)算掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿所需的參數(shù)F1^r2,馬』，均已測(cè)得。通過計(jì)算，便可以得到掘進(jìn)機(jī)機(jī)身的五個(gè)參數(shù)。一種掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)的測(cè)量裝置及其方法，其還可以通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。如前述定位裝置3，其除用定位立柱和蓋板實(shí)現(xiàn)外，還可以用兩個(gè)水準(zhǔn)儀實(shí)現(xiàn)，即前后方向、左右方向兩個(gè)水準(zhǔn)儀，記錄下當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)機(jī)身在兩個(gè)方位上的偏轉(zhuǎn)，安裝回轉(zhuǎn)裝置時(shí)，兩臺(tái)回轉(zhuǎn)裝置的位置均與水準(zhǔn)儀測(cè)得的初始參數(shù)一致，即可實(shí)現(xiàn)整套裝置的初始定位。一種掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)的測(cè)量裝置及其方法，其還可以通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。如前述激光接收光柵，為了避免其接收時(shí)由于機(jī)身的過大擺角而造成光敏元件無(wú)法接收到光信號(hào)，可以設(shè)置如圖3所示的雙排(或立體多排)接收光柵，進(jìn)而可以保證每次測(cè)量均會(huì)接收到光信號(hào)。一種掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)的測(cè)量裝置及其方法，其還可以通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。如前述的激光指向儀，其設(shè)置的激光信號(hào)與巷道前進(jìn)方向完全平行，因而會(huì)與水平方向有一定夾角(規(guī)定仰角為正，俯角為負(fù))，其可以通過計(jì)算出的俯仰角與激光信號(hào)與水平面的夾角相加即可得到機(jī)身相對(duì)水平面的俯仰角。本發(fā)明的有益效果是只采用了巷道基準(zhǔn)光束和兩臺(tái)光柵(由光敏元件交錯(cuò)構(gòu)成) 便將掘進(jìn)機(jī)的機(jī)身位姿參數(shù)確定，省去了傾角傳感器，避免了傾角傳感器的測(cè)量不準(zhǔn)確性， 同時(shí)可以將光柵裝置進(jìn)行保護(hù)和自動(dòng)清理，防止了對(duì)測(cè)量裝置的損壞。
以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說(shuō)明。
圖1示本發(fā)明結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2示圖1的俯視圖。圖3示回轉(zhuǎn)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及激光接收光柵示意圖。圖4示安全保護(hù)罩和清理刷示意圖。圖51圖恥、圖5c、圖5d、圖5e、圖5f示本發(fā)明數(shù)學(xué)模型示意圖。圖中
1 激光指向儀2 水平蓋板
3 定位立柱4、5 激光接收光柵
6 可編程序控制器運(yùn)算處理模塊7、9回轉(zhuǎn)裝置 8、10 回轉(zhuǎn)支架11、12 伺服驅(qū)動(dòng)裝置
13、14 安全保護(hù)罩15、16 清理毛刷
17 掘進(jìn)機(jī)
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及其方法的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。具體實(shí)施方案為
1、掘進(jìn)機(jī)工作之前要由煤礦地測(cè)部位安裝激光指向儀1，用于確定巷道掘進(jìn)的唯一基準(zhǔn)。2、在掘進(jìn)機(jī)外觀蓋板與回轉(zhuǎn)油缸間的本體架上安裝一整體蓋板，其上已經(jīng)焊接上了鉸接點(diǎn)，距離u可暫設(shè)為1000mm，安裝時(shí)要求要與機(jī)身平行，如圖2所示。然后將光敏元件按順序安裝于安全保護(hù)罩內(nèi)。架設(shè)好后，將回轉(zhuǎn)裝置7、9與其數(shù)字驅(qū)動(dòng)器安裝于兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)前提。將限位開關(guān)與可編程控制器連接，特別涉及定時(shí)器與各光敏元件編號(hào)后記錄的信息。3、整體運(yùn)動(dòng)過程為當(dāng)掘進(jìn)機(jī)完成一次掘進(jìn)工作后，安全保護(hù)罩10打開，開啟回轉(zhuǎn)裝置6，使接收光柵做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)計(jì)時(shí)器4開始工作。當(dāng)接收光柵上的光敏元件接收到激光信號(hào)后，回轉(zhuǎn)裝置6反向工作，至初始位置停止，同時(shí)關(guān)閉安全保護(hù)罩，內(nèi)部開啟清理刷12，對(duì)光敏元件進(jìn)行清理。將激光接收光柵接收的光敏元件號(hào)和計(jì)時(shí)器4記錄的時(shí)間
信號(hào)反饋到計(jì)算系統(tǒng)中，計(jì)算得到此時(shí)通過光柵2記錄的半徑〃 ！和轉(zhuǎn)角1完成后，于此對(duì)
稱，后一組裝置安全保護(hù)罩11、回轉(zhuǎn)裝置8、激光接收光柵3、計(jì)時(shí)器5、凊理刷13完成另一
組測(cè)量工作，可計(jì)算得通過光柵3記錄的半徑。和轉(zhuǎn)角馬。以上運(yùn)動(dòng)的極限位置，均安裝
限位開關(guān)，而且光電元件也具有開關(guān)功能，而運(yùn)動(dòng)的順序?qū)崿F(xiàn)由可編程序控制器控制實(shí)現(xiàn)， 從而可以做到有序、無(wú)誤。4、運(yùn)算方法
如圖5所示各圖，描述了在各種特殊位置的掘進(jìn)機(jī)位姿，而每一種位姿均由一個(gè)4x4的位姿矩陣表示，將用已測(cè)得的參數(shù)表示的各矩陣相乘，得到當(dāng)前位姿矩陣為，由與未知參數(shù)表示的位姿矩陣相等，即可解得如前所述的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿的五個(gè)參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿參數(shù)測(cè)量裝置，包括有掘進(jìn)機(jī)(17)及煤巷內(nèi)已裝有的激光指向儀(1)，其特征在于還包括激光接收光柵(4)、(5)，可編程控制器的運(yùn)算與處理模塊 (6)，回轉(zhuǎn)裝置(7)及其機(jī)架(8)，回轉(zhuǎn)裝置(9)及其機(jī)架(10)，伺服驅(qū)動(dòng)裝置(11)、(12)，其中------激光指向儀(1)，是由煤礦地測(cè)部位安裝，按照巷道設(shè)計(jì)要求給出掘進(jìn)方向指向，是巷道掘進(jìn)唯一的方向基準(zhǔn)，也是本測(cè)量方法的參照基準(zhǔn)，其可安裝于巷道頂部懸掛， 亦可安裝于巷道地面，如附圖1所示；------激光接收光柵(4)、(5)，是由可感應(yīng)激光信號(hào)的光敏元件組成，感應(yīng)信號(hào)可用于控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置的正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)；------定位系統(tǒng)(2、3)，可以實(shí)現(xiàn)整套裝置相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身的位置定位；------可編程控制器的運(yùn)算與處理模塊(6)；------回轉(zhuǎn)裝置(7)、(9)及其機(jī)架(8)、(10)，激光接收光柵安裝于回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)，可以隨回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)裝置安裝于其機(jī)架上，機(jī)架固定于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身；------伺服驅(qū)動(dòng)裝置(11)、(12)，與回轉(zhuǎn)裝置連接，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，并能實(shí)現(xiàn)精確停止與記錄功能；------安全保護(hù)罩(13)、(14)，其在光柵工作過程中打開，其余時(shí)間封閉，起到保護(hù)光敏元件的作用；------清理毛刷(15)、( 16)，在光敏元件每工作一個(gè)周期后，完成一次清理工作，保證工作裝置的可靠性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于其中所述的激光指向儀(1)發(fā)射線光束，而運(yùn)動(dòng)的激光接收光柵與打到光敏元件上的光束產(chǎn)生光電開關(guān)效應(yīng)，然后反向回轉(zhuǎn)至初始位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于每次激光接收光柵完成一次運(yùn)動(dòng)，均會(huì)由計(jì)數(shù)(或計(jì)時(shí))元件記錄下本次感光元件的位置和角度信息，為計(jì)算位姿參數(shù)提供數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于由伺服驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置運(yùn)動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)精確啟停。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于每一個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行和參數(shù)的計(jì)算均由可編程控制器實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光敏元件的保護(hù)和清理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于計(jì)算出的參數(shù)值是相對(duì)于當(dāng)前巷道平行的方向的，當(dāng)巷道相對(duì)于水平方向有一定得傾角或需要計(jì)算機(jī)身中心的高度時(shí)，可以用巷道相對(duì)水平面的位置與測(cè)算的參數(shù)值進(jìn)行加減即可。
8.一種用權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于包括1)安裝激光指向儀，給定巷道基準(zhǔn)參考線；2)啟動(dòng)安全保護(hù)罩(13)，啟動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置(11)，使回轉(zhuǎn)裝置(7)運(yùn)動(dòng)；3)當(dāng)光柵(4)上其中一個(gè)光敏元件產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，可編程序控制器，記錄當(dāng)前的半徑和轉(zhuǎn)角信息，并控制驅(qū)動(dòng)裝置回轉(zhuǎn)至初始位置；4)關(guān)閉安全保護(hù)罩(13)，啟動(dòng)清理毛刷(15);5)啟動(dòng)安全保護(hù)罩(14)，啟動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置(12)，使回轉(zhuǎn)裝置(9)運(yùn)動(dòng)；6)當(dāng)光柵(5)上其中一個(gè)光敏元件產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，可編程序控制器記錄當(dāng)前的半徑和轉(zhuǎn)角信息，并控制驅(qū)動(dòng)裝置回轉(zhuǎn)至初始位置；7)關(guān)閉安全保護(hù)罩(14)，啟動(dòng)清理毛刷(16)；8)通過計(jì)算，即可得到掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿的五個(gè)參數(shù)(包括掘進(jìn)機(jī)相對(duì)于巷道中心線的左右偏移上下偏移&,相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身中心的搖擺角a,俯仰角偏轉(zhuǎn)角·ο。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)機(jī)機(jī)身的位姿參數(shù)的測(cè)量裝置及其方法。由激光指向儀、掘進(jìn)機(jī)水平蓋板、定位裝置、激光接收光柵、可編程控制器、回轉(zhuǎn)裝置及其機(jī)架、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、安全保護(hù)罩、清理刷等組成。激光指向儀指示出當(dāng)前的巷道基準(zhǔn)。工作時(shí)，由伺服驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)兩個(gè)激光接收光柵先后做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)接收到激光指向儀發(fā)射的激光束時(shí)，記錄下兩組轉(zhuǎn)角和兩組距離，并返回初始位置。而兩個(gè)光柵間的距離固定為，通過運(yùn)算便可得到掘進(jìn)機(jī)機(jī)身的五個(gè)參數(shù)掘進(jìn)機(jī)相對(duì)于巷道中心線的左右偏移，上下偏移，相對(duì)于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身中心的搖擺角，俯仰角，偏轉(zhuǎn)角。該套裝置安裝簡(jiǎn)單，成本低廉，精度高，可提供掘進(jìn)機(jī)仿形截割的位姿參數(shù)。
文檔編號(hào)G01C15/00GK102589514SQ20111000806
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月15日
發(fā)明者宋寶新, 常勝, 徐洋, 毛君, 謝苗, 陳洪月, 齊宏亮 申請(qǐng)人:毛君, 謝苗, 齊宏亮