基于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)精確定位系統(tǒng).pdf

1、隨著煤礦開采環(huán)境愈發(fā)惡劣，對地下無人采掘技術(shù)提出了更高的要求，而實現(xiàn)地下無人采掘的關(guān)鍵就是研究適合我國礦山特點的采掘裝備自動化控制技術(shù)，其中高精度跟蹤定位技術(shù)可以準(zhǔn)確實時獲取采煤機(jī)在三維空間內(nèi)的作業(yè)位置與姿態(tài)信息，是實現(xiàn)采掘裝備自動化控制的前提和基礎(chǔ)。當(dāng)前研究比較廣泛的采煤機(jī)定位技術(shù)是慣導(dǎo)技術(shù)，其具有連續(xù)性好，精度高等特點，但是由于累計誤差的存在，所以需要在采煤機(jī)工作至刮板輸送機(jī)機(jī)頭時，對采煤機(jī)的位置進(jìn)行校準(zhǔn)定位。
　　本文研究基

2、于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)精確定位方法和技術(shù)，以期為采煤機(jī)在工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭時提供精準(zhǔn)的校準(zhǔn)參考。提出了利用前方三角交匯原理與扇面激光掃描方式結(jié)合的采煤機(jī)定位方法，推導(dǎo)了雙基站的定位原理，搭建了基于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)精確定位原理樣機(jī)。通過分析定位實驗結(jié)果，并根據(jù)綜采工作面實際工況條件，對基站安裝偏差影響、接收器尺寸影響、基站水平度影響的誤差進(jìn)行分析。本文主要工作與研究結(jié)果如下：
　　1）介紹了基于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)定位基本理論

3、，推導(dǎo)了基于雙基站接收器位置的計算公式；從井下環(huán)境以及不同基站區(qū)分的角度，分析了基站轉(zhuǎn)臺上所發(fā)射出的扇面激光的水平偏轉(zhuǎn)角度α與垂直偏轉(zhuǎn)角度θ；利用時間信號規(guī)律區(qū)分不同基站與不同扇面激光；依據(jù)綜采工作面實際工況分析了基站的最優(yōu)布置。
　　2）在基于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)定位的基本理論基礎(chǔ)上，給出了基于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)精確定位系統(tǒng)的整體技術(shù)方案：設(shè)計基于激光掃描技術(shù)的定位基站，包括符合綜采面特征的θ與α角度的實現(xiàn)方式、基站的電氣安排

4、、零位信號的發(fā)射裝置；接收器以及接收電路的設(shè)計與制作；接收器接收信號程序以及坐標(biāo)計算的總體框架的設(shè)計。
　　3）基于激光掃描技術(shù)的采煤機(jī)定位技術(shù)的雙基站定位接收器實驗，X軸上的誤差為0.030m~0.116m，Y軸上的誤差為0.053m~0.093m，Z軸上的誤差為0.043m~0.129m；分析基站的安裝誤差及接收器尺寸大小對定位精度的影響并且推導(dǎo)誤差的大小，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后，X軸的誤差范圍為0.014m~0.082m， Y軸