采煤機(jī)作為綜采工作面的重要設(shè)備,其位姿檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)割煤的關(guān)鍵技術(shù)。在綜采工作面,實(shí)現(xiàn)"三機(jī)"聯(lián)動(dòng)、記憶截割等技術(shù)的前提是采煤機(jī)位置和運(yùn)行姿態(tài)的確定。目前研究和使用的齒輪計(jì)數(shù)、紅外對(duì)射等檢測(cè)采煤機(jī)位姿方法無法實(shí)時(shí)的在三維方向上進(jìn)行采煤機(jī)位姿的確定。本文選用慧聯(lián)科技光纖組合慣導(dǎo)系統(tǒng)檢測(cè)采煤機(jī)位置和運(yùn)行姿態(tài),對(duì)慧聯(lián)科技光纖組合慣導(dǎo)系統(tǒng)在采煤機(jī)上應(yīng)用的進(jìn)行講解。 通過對(duì)采煤機(jī)截割工藝和位姿影響因素進(jìn)行分析,確定采煤機(jī)位姿為三維定位,在分析慧聯(lián)科技光纖組合慣導(dǎo)系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上,說明了慧聯(lián)科技光纖組合慣導(dǎo)系統(tǒng)在采煤機(jī)位姿檢測(cè)中的應(yīng)用原理。針對(duì)如何應(yīng)用慣性元件采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采煤機(jī)位姿解算做了研究,在定義坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,仿真比較了姿態(tài)矩陣的更新算法,確定四階龍格庫塔法適合解算采煤機(jī)動(dòng)態(tài)姿態(tài)角,給出采煤機(jī)位姿解算的基本方程和慧聯(lián)科技光纖組合慣導(dǎo)系統(tǒng)在采煤機(jī)上進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)的方法；對(duì)采煤機(jī)動(dòng)態(tài)姿態(tài)角、速度和位置進(jìn)行解算,用matlab模擬采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡,解算出慣性元件的輸出作為位姿算法仿真的輸入,進(jìn)行采煤機(jī)位姿解算算法仿真；搭建簡(jiǎn)易模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,利用小車模擬采煤機(jī)在可彎曲軌道上運(yùn)動(dòng),采集慣性元件測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行位姿解算,測(cè)量小車在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)角數(shù)據(jù)擬合曲線,與解算數(shù)據(jù)得到的曲線進(jìn)行對(duì)比。 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明慧聯(lián)科技光纖組合慣導(dǎo)系統(tǒng)可以用于解算采煤機(jī)位置和運(yùn)行姿態(tài)。

采煤機(jī)位姿應(yīng)用

在采煤工作面，必須清楚井下工作面的詳細(xì)布置以及采煤機(jī)割煤時(shí)的運(yùn)動(dòng)全過程才能分析采煤機(jī)的位置和運(yùn)行姿態(tài)。滾筒采煤機(jī)、液壓支架和可彎曲刮板輸送機(jī)是礦井下工作面的主要工作設(shè)備。采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)在平行于煤壁方向上，三者間相互制約。在液壓支架保護(hù)下，采煤機(jī)依靠滑靴騎在刮板輸送機(jī)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)來完成割煤動(dòng)作，垂直于工作面的方向，它依靠刮板輸送機(jī)的推動(dòng)來完成向前移動(dòng)的動(dòng)作，綜采工作面三機(jī)工作的示意圖如下所示：