一種基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)的位置監(jiān)測裝置，尤其涉及一種使用超窄脈沖實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)定位的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著采煤技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國煤礦向數(shù)字化和高度自動(dòng)化發(fā)展。在綜采工作面跟機(jī)自動(dòng)化過程中，采煤機(jī)的位置狀態(tài)監(jiān)測是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，只有在支架控制單元確認(rèn)采煤機(jī)所處位置后，控制系統(tǒng)才能根據(jù)獲得的位置信息，執(zhí)行相應(yīng)的跟機(jī)自動(dòng)化動(dòng)作序列，實(shí)現(xiàn)支架的聯(lián)動(dòng)，因此采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置的研究十分重要。
[0003]目前該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)位置的方式大致分為2種，分別是無線通訊采煤機(jī)位置計(jì)數(shù)檢測方式和紅外線檢測方式。
[0004]無線通訊采煤機(jī)位置監(jiān)測方案一般是結(jié)合采煤機(jī)行走箱編碼器，將編碼器信號(hào)通過無線信道發(fā)送出來，然后計(jì)算得出采煤機(jī)位置信息。其缺點(diǎn)是傳感器安裝難度較大，安裝精確地要求過高，對采煤機(jī)行走箱編碼器依賴較大。
[0005]紅外線采煤機(jī)位置監(jiān)測系統(tǒng)在采煤機(jī)上安裝紅外線發(fā)射器和支架上安裝紅外接收器兩部分組成，當(dāng)發(fā)射器正對的接收器收到紅外線信號(hào)后，接收器將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給支架控制器，由支架控制器對信號(hào)進(jìn)行處理，得到采煤機(jī)位置信息。其缺點(diǎn)是每個(gè)液壓支架都要安裝紅外接收器，并且采煤機(jī)位置信息精度較低，維護(hù)量較大。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中，ZL201120365140公開了一種采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，發(fā)射機(jī)安裝在采煤機(jī)上，接收機(jī)安裝在液壓支架上，發(fā)射機(jī)包括發(fā)射機(jī)處理器、采煤機(jī)位置監(jiān)測傳感器、磁鐵圓盤、校正系統(tǒng)和第一天線，采煤機(jī)位置監(jiān)測傳感器、校正系統(tǒng)和第一天線分別與發(fā)射機(jī)處理器相連，磁鐵圓盤連接有電機(jī)和減速器，可在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，磁鐵圓盤上設(shè)置有多個(gè)磁珠，磁珠沿磁鐵圓盤的圓周均勻布置，采煤機(jī)位置監(jiān)測傳感器對準(zhǔn)磁鐵圓盤上布置磁珠的圓周；接收機(jī)包括接收機(jī)處理器和第二天線，第二天線連接接收機(jī)處理器，接收機(jī)處理器連接液壓支架的支架控制器；發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)可通過第一天線和第二天線進(jìn)行無線通訊；該方案中需要關(guān)聯(lián)采煤機(jī)的行走箱齒輪，磁鐵圓盤與采煤機(jī)位置監(jiān)測傳感器的安裝相對位置要求精度較高，其中的發(fā)射裝置需采煤機(jī)不間斷獨(dú)立供電，運(yùn)行過程中誤差積累需校正系統(tǒng)消除，導(dǎo)致在到達(dá)校正系統(tǒng)之前存在誤差。ZL200810195537公開了一種一種綜采面采煤機(jī)位置檢測裝置，由紅外發(fā)射器和紅外接收器組成，紅外發(fā)射器由電源處理模塊、控制單元、信號(hào)調(diào)制模塊、發(fā)射模塊和RS485通訊模塊組成，發(fā)射模塊分別于信號(hào)調(diào)制模塊和控制單元相連，在信號(hào)調(diào)制模塊和控制單元共同控制下發(fā)送數(shù)據(jù):紅外接收器由電源處理模塊、控制單元、兩個(gè)紅外接收模塊、DAC輸出模塊和RS485通訊模塊組成，紅外接收模塊與控制單元相連，紅外接收模塊把接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后傳送給控制單元。接收器配合液壓支架控制器可實(shí)現(xiàn)支架與采煤機(jī)的跟機(jī)自動(dòng)化，提尚生廣效率，減少支架的誤動(dòng)作，提尚系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)米煤機(jī)無盲區(qū)精確定位；但該方案中需要每個(gè)支架安裝紅外接收器，安裝成本較高，且其通過接收的紅外信號(hào)強(qiáng)弱進(jìn)行分析，得出采煤機(jī)位置信息，但是由于液壓支架的架間距固定存在，單純靠接收信號(hào)的強(qiáng)弱判斷煤機(jī)位置，只能定性，不能定量，存在固有誤差，同時(shí)紅外信號(hào)易受到障礙物及井下煤塵環(huán)境影響，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，包括定位基站、定位標(biāo)簽，所述定位基站發(fā)送超窄脈沖電磁波信號(hào)；所述定位標(biāo)簽設(shè)置在采煤機(jī)上，接收所述超窄脈沖電磁波信號(hào)并反饋給所述定位標(biāo)簽。
[0008]優(yōu)選所述定位基站設(shè)置在工作面液壓支架上。
[0009]優(yōu)選所述定位基站有兩個(gè)，分別設(shè)置在工作面的兩個(gè)端頭液壓支架上。
[0010]優(yōu)選還設(shè)置有另外的定位基站，任意兩個(gè)相鄰定位基站之間的距離不大于100m。
[0011]優(yōu)選每個(gè)定位基站具有唯一的標(biāo)不。
[0012]優(yōu)選所述定位基站與液壓支架的支架控制裝置相連。
[0013]本發(fā)明規(guī)避了目前無線定位采煤機(jī)位置依靠“接收信號(hào)強(qiáng)弱來預(yù)估距離”的技術(shù)上“信號(hào)反射吸收、多徑衰落、場強(qiáng)阻隔”等缺陷，解決了煤礦井下惡劣環(huán)境下采煤機(jī)位置檢測的問題；使井下采煤機(jī)定位的精度達(dá)到1cm級(jí)，不受支架間距影響，消除了系統(tǒng)誤差；定位裝置原理抗干擾性強(qiáng)，覆蓋范圍寬。
【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明所采煤機(jī)位置監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記如下:
[0016]1-定位基站；2_定位標(biāo)簽；3_液壓支架；4_采煤機(jī)；5_支架控制裝置；6_順槽主機(jī)；7_綜米工作面。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]參見附圖1，一種基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，通過在采煤機(jī)機(jī)身上安裝定位標(biāo)簽和在液壓支架上安裝定位基站、支架控制裝置，以及順槽主控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)綜采工作面的采煤機(jī)位置檢測功能。
[0019]定位標(biāo)簽裝置安裝在采煤機(jī)機(jī)身上，用于接收定位基站裝置發(fā)送出來的超窄脈沖電磁波信號(hào)，并反饋給定位基站裝置。超窄脈沖是指用納秒、皮秒甚至飛秒的極窄脈沖，由于其脈沖寬度極窄，所以帶寬極寬，因此定位精度和分辨率極高，抗干擾能力極強(qiáng)。
[0020]定位基站裝置與液壓支架控制裝置連接，用于發(fā)送超窄脈沖電磁波信號(hào)，并接收定位標(biāo)簽反饋的超窄脈沖電磁波信號(hào)。定位基站裝置需在工作面兩個(gè)端頭各安裝一個(gè)，此外為保證定位的精度，還可以沿綜采工作面每間隔不大于100米距離安裝一個(gè)。定位基站裝置與液壓支架控制裝置相連接，二者之間可進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。每個(gè)定位基站均有唯一標(biāo)識(shí)，每個(gè)定位基站根據(jù)發(fā)出的超窄脈沖信號(hào)和定位標(biāo)簽反饋信號(hào)的時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算，電磁波脈沖傳播I納秒進(jìn)行30厘米，定位基站根據(jù)自身發(fā)出的超窄電磁波頻譜帶寬計(jì)算電磁波飛行時(shí)間，能夠達(dá)到1cm級(jí)的超高精度定位?；緦⒍ㄎ坏降臄?shù)據(jù)信息發(fā)送給液壓支架控制裝置。
[0021]液壓支架控制裝置用于計(jì)算和轉(zhuǎn)發(fā)定位基站的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上報(bào)給順槽主控計(jì)算機(jī)。液壓支架控制裝置根據(jù)收到的定位基站數(shù)據(jù)、工作面長度數(shù)據(jù)、單個(gè)支架寬度數(shù)據(jù)，通過軟件算法得出最終采煤機(jī)的位置信息。
[0022]順槽主控計(jì)算機(jī)根據(jù)多個(gè)定位基站的測量對工作面報(bào)送的采煤機(jī)位置信息進(jìn)行記錄存儲(chǔ)和冗佘處理。當(dāng)順槽主控計(jì)算機(jī)接收到定位基站的數(shù)據(jù)時(shí)，使用上述同樣的算法進(jìn)行計(jì)算得出采煤機(jī)位置備份信息。采煤機(jī)位置備份信息僅用于和支架控制裝置報(bào)送的采煤機(jī)位置信息進(jìn)行校驗(yàn)。當(dāng)工作面支架控制裝置報(bào)送的采煤機(jī)位置信息出現(xiàn)丟失或者不連續(xù)時(shí)，順槽主控計(jì)算機(jī)下發(fā)采煤機(jī)位置備份信息，進(jìn)行冗余處理。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，包括定位基站、定位標(biāo)簽，其特征在于: 所述定位基站發(fā)送超窄脈沖電磁波信號(hào)； 所述定位標(biāo)簽設(shè)置在采煤機(jī)上，接收所述超窄脈沖電磁波信號(hào)并反饋給所述定位標(biāo)簽。2.如權(quán)利要求1所述的基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，其特征在于:所述定位基站設(shè)置在工作面液壓支架上。3.如權(quán)利要求2所述的基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，其特征在于:所述定位基站有兩個(gè)，分別設(shè)置在工作面的兩個(gè)端頭液壓支架上。4.如權(quán)利要求3所述的基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，其特征在于:還設(shè)置有另外的定位基站，任意兩個(gè)相鄰定位基站之間的距離不大于100m。5.如權(quán)利要求4所述的基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，其特征在于:每個(gè)定位基站具有唯一的標(biāo)不。6.如權(quán)利要求1-5任一所述的基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，其特征在于:所述定位基站與液壓支架的支架控制裝置相連。
【專利摘要】一種基于超窄脈沖技術(shù)的采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置，包括定位基站、定位標(biāo)簽，所述定位基站發(fā)送超窄脈沖電磁波信號(hào)；所述定位標(biāo)簽設(shè)置在采煤機(jī)上，接收所述超窄脈沖電磁波信號(hào)并反饋給所述定位標(biāo)簽。本發(fā)明規(guī)避了目前無線定位采煤機(jī)位置依靠“接收信號(hào)強(qiáng)弱來預(yù)估距離”的技術(shù)上“信號(hào)反射吸收、多徑衰落、場強(qiáng)阻隔”等缺陷，解決了煤礦井下惡劣環(huán)境下采煤機(jī)位置檢測的問題；使井下采煤機(jī)定位的精度達(dá)到10cm級(jí)，不受支架間距影響，消除了系統(tǒng)誤差；定位裝置原理抗干擾性強(qiáng)，覆蓋范圍寬。
【IPC分類】G01S13/76, E21C35/00
【公開號(hào)】CN105259549
【申請?zhí)枴緾N201510616936
【發(fā)明人】劉清, 黃曾華, 張守祥, 王旭鳴, 李沛軒, 魏文艷, 楊士軍, 楊立, 李首濱, 牛劍峰, 李俊士, 田成金, 畢東柱
【申請人】北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月24日