專利名稱：一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械定位裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，尤其涉及一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著煤礦用巷道掘進(jìn)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，目前，國(guó)內(nèi)外各公司紛紛推出具備遙控功能的掘進(jìn)機(jī)，并把目光投在全自動(dòng)掘進(jìn)機(jī)上，掘進(jìn)機(jī)的操作方式逐步轉(zhuǎn)為自動(dòng)化。在遠(yuǎn)離掘進(jìn)機(jī)第一工作面時(shí)，操作手無(wú)法向在操作室一樣感知掘進(jìn)機(jī)在巷道中的位置及姿態(tài)，目前，各公司對(duì)這一普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，我司在經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研及考查后，確定采用GPS無(wú)線定位原理實(shí)現(xiàn)在井下對(duì)掘進(jìn)機(jī)位置及姿態(tài)的定位。專利CN101975063A(專利名稱為掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置及方法)中公開了一種掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定向裝置，在掘進(jìn)機(jī)上安裝激光接收靶，用來(lái)接收巷道中激光指向儀發(fā)射的基準(zhǔn)激光，根據(jù)激光打在接收靶上的位置不同來(lái)判斷掘進(jìn)機(jī)的偏向角和偏向位移。但是，掘進(jìn)機(jī)上安裝的激光靶容易受到掘進(jìn)機(jī)震動(dòng)的影響，從而影響激光靶對(duì)激光信號(hào)采集的精確度，而且激光接收靶容易受到粉塵影響專利CN200810054906 (專利名稱為懸臂掘進(jìn)機(jī)頭位姿的測(cè)量系統(tǒng)及其方法)和專利CN200820077149(專利名稱為懸臂掘進(jìn)機(jī)頭位姿的測(cè)量系統(tǒng))中公開的技術(shù)方案中采用的均是全站儀，在掘進(jìn)機(jī)上安裝反射棱鏡，全站儀發(fā)射激光經(jīng)棱鏡反射再被全站儀接收，全站儀根據(jù)接收到發(fā)射光的角度，計(jì)算出掘進(jìn)機(jī)的偏向角。但是，全站儀跟蹤缺乏實(shí)時(shí)性且礦井情況復(fù)雜，棱鏡容易被污染。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，掘進(jìn)機(jī)采用的機(jī)頭定位系統(tǒng)受到施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵等影響很大。因此，如何提供一種受施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵對(duì)掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位的影響較小的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的一個(gè)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，該掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)受施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵對(duì)掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位的影響較小。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，包括第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置；所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體，所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器設(shè)置于預(yù)定巷道中。優(yōu)選地，所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置沿所述掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向設(shè)置。優(yōu)選地，所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器之間的連線與預(yù)定巷道的延伸方向垂直。
優(yōu)選地，所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置之間的通信頻段為100M-2. 4G。優(yōu)選地，所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置之間的通信頻段為900M或者2. 4G。優(yōu)選地，所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置還包括警報(bào)系統(tǒng)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，包括第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置；所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體，所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器設(shè)置于預(yù)定巷道中。相對(duì)于背景技術(shù)，本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，應(yīng)用GPS無(wú)線定位原理，采用第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置之間無(wú)線信號(hào)的發(fā)射與接收，確定無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置與第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器之間的距離以及角度等，通過(guò)無(wú)線信號(hào)接收處理裝置進(jìn)行分析計(jì)算，來(lái)確定掘進(jìn)機(jī)的行走方向以及挖掘角度等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)機(jī)在井下的定位及姿態(tài)的檢測(cè)與控制。無(wú)線信號(hào)受粉塵等影響較小，因此，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置能夠良好地對(duì)第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器發(fā)射的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收，能夠及時(shí)地對(duì)掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行定位。所以，本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)受施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵對(duì)掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位的影響較小。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在下文的論述中，請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)的原理示意圖。本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，包括第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4 ；無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3和無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體5，第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2設(shè)置于預(yù)定巷道中。本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，以設(shè)置于預(yù)定巷道的第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2、以及設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體5的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3等已知坐標(biāo)為圓心，向四周發(fā)射無(wú)線信號(hào)，而通過(guò)設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體5的無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4接收第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2以及無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，根據(jù)已知坐標(biāo)的位置，通過(guò)無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4進(jìn)行分析計(jì)算，即可求出掘進(jìn)機(jī)在井下的位置；然后，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3再接收第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2發(fā)射的無(wú)線信號(hào)，根據(jù)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3與第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2之間的距離，以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4與第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器 2之間的距離，來(lái)計(jì)算當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向，掘進(jìn)偏向角以及俯仰角等掘進(jìn)姿態(tài)。由于無(wú)線信號(hào)受粉塵等影響較小，因此，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4能夠良好地對(duì)第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2發(fā)射的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收，能夠及時(shí)地對(duì)掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行定位。所以，本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)受施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵對(duì)掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位的影響較小。為了簡(jiǎn)化無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4的計(jì)算過(guò)程，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3和無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4沿掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向設(shè)置。更優(yōu)選地，第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2之間的連線與預(yù)定巷道的延伸方向垂直。這樣，當(dāng)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3與第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2之間的距離相同，且無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4與第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2之間的距離相同時(shí)，掘進(jìn)機(jī)位于預(yù)定巷道的正中間，沒(méi)有偏向。進(jìn)一步地，第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4之間的通信頻段為100M-2. 4G。100M-2. 4G范圍內(nèi)的的通信頻率都適合井下信號(hào)傳輸。優(yōu)選地，第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4之間的通信頻段為900M或者2. 4G。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)中，無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4還包括警報(bào)系統(tǒng)。通過(guò)第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器3以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置4互成三角形的三角定位原理，確定掘進(jìn)機(jī)在井下的位置及姿態(tài)，并且設(shè)置第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器1、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器2以及無(wú)線信號(hào)收發(fā)器 3的無(wú)線信號(hào)發(fā)射半徑，使無(wú)線信號(hào)發(fā)射半徑在合理的范圍之內(nèi)，從而保證掘進(jìn)機(jī)在工作的延拓過(guò)程中不會(huì)離開監(jiān)控范圍。如果掘進(jìn)機(jī)在工作過(guò)程中即將離開監(jiān)控范圍，則警報(bào)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，對(duì)操作員進(jìn)行提醒。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，其特征在于包括第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置；所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體，所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器設(shè)置于預(yù)定巷道中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置沿所述掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，其特征在于所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器之間的連線與預(yù)定巷道的延伸方向垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，其特征在于所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置之間的通信頻段為100M-2. 4G。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，其特征在于所述第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、所述無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置之間的通信頻段為900M或者2. 4G。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線信號(hào)接收處理裝置還包括警報(bào)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，包括第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置；無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和無(wú)線信號(hào)接收處理裝置設(shè)置于掘進(jìn)機(jī)本體，第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器設(shè)置于預(yù)定巷道中。本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)，應(yīng)用GPS無(wú)線定位原理，由于無(wú)線信號(hào)受粉塵等影響較小，因此，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器以及無(wú)線信號(hào)接收處理裝置能夠良好地對(duì)第一無(wú)線信號(hào)發(fā)射器和第二無(wú)線信號(hào)發(fā)射器發(fā)射的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收，能夠及時(shí)地對(duì)掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行定位。所以，本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位系統(tǒng)受施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵對(duì)掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)定位的影響較小。
文檔編號(hào)G01S5/02GK102419433SQ20111038274
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者劉曉明, 劉曉雪, 楊潔 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司