專利名稱：掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置及方法，尤其適用于環(huán)境惡劣煤礦 井下實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制，縮短懸臂調(diào)整時(shí)間，提高掘進(jìn)的速度，也保證了掘進(jìn)機(jī)在指向 激光方向上的定向掘進(jìn)，為掘進(jìn)斷面的精確截割提供了基準(zhǔn)依據(jù)。
背景技術(shù)：
巷道掘進(jìn)時(shí)的精確導(dǎo)向問題是巷道施工時(shí)的一個(gè)關(guān)鍵問題，導(dǎo)向精度的高低直接 影響巷道的施工質(zhì)量和施工效率。煤礦掘進(jìn)機(jī)為了按照預(yù)先規(guī)定的路線掘進(jìn)，目前國(guó)內(nèi)將 激光束投射到需要挖掘的煤巖上，根據(jù)激光束的指向，人工不斷地給操作司機(jī)提示，非常麻 煩；國(guó)外將激光接收器安裝在掘進(jìn)機(jī)上，通過掘進(jìn)機(jī)身的調(diào)整，進(jìn)行定向挖掘，這種方法的 缺點(diǎn)是由于掘進(jìn)機(jī)的傾斜、跑偏等現(xiàn)象，機(jī)身上的激光接收器很難接收到進(jìn)行導(dǎo)向的激光 束，國(guó)內(nèi)有關(guān)研究提出了 “智能經(jīng)緯儀導(dǎo)向”的思路，即將激光接收器設(shè)計(jì)成可以自由活動(dòng) 的測(cè)量機(jī)器人，該方法實(shí)際上由于現(xiàn)場(chǎng)地形和環(huán)境的復(fù)雜難以實(shí)施，此外通過左右行走馬 達(dá)將機(jī)身調(diào)正需要很長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)大大影響掘進(jìn)機(jī)的工作效率。公開號(hào)為CN101266134，名 稱為“懸臂掘進(jìn)機(jī)頭位姿的測(cè)量系統(tǒng)及其方法”的專利通過測(cè)量掘進(jìn)機(jī)車體在大地坐標(biāo)系 的坐標(biāo)，測(cè)量掘進(jìn)機(jī)車體偏擺角、仰俯角、橫滾角和油缸行程，計(jì)算懸臂掘進(jìn)機(jī)頭相對(duì)車體 以及大地坐標(biāo)系的位姿。此法數(shù)據(jù)采集處理復(fù)雜，沒有直接標(biāo)定掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中 心坐標(biāo)的信息，且調(diào)整時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光的 抗干擾性能強(qiáng)，工作效率高，掘進(jìn)機(jī)在機(jī)身傾斜、跑偏等不同情況下，在指向激光方向上定 向掘進(jìn)的裝置及方法。技術(shù)方案本發(fā)明的裝置是由激光發(fā)射器、安裝在懸臂上的激光接收器和多路轉(zhuǎn) 換開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，其中激光接收器的輸出端與多路裝換開關(guān)的 輸入端相連，多路裝換開關(guān)的輸出端和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與 單片機(jī)的輸入端相連接，單片機(jī)輸出掘進(jìn)機(jī)偏離激光引導(dǎo)方向的偏差和掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn) 斷面中心坐標(biāo)的信息。裝置包括在掘進(jìn)機(jī)后部的巷道頂板上設(shè)置一個(gè)激光指向器、安裝在掘進(jìn)機(jī)前部的 懸臂上的激光接收裝置；所述的激光接收裝置中，激光接收器的輸出端接多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的 輸入端，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機(jī)的 輸入端，單片機(jī)的輸出端輸出掘進(jìn)機(jī)偏離激光引導(dǎo)方向的偏差和掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中 心坐標(biāo)的信息。所述激光指向器發(fā)射的激光采用調(diào)制光。所述激光接收裝置由光電接收元件和與之對(duì)應(yīng)的放大器組成；光電接收元件由多 個(gè)光敏管組成光敏管矩陣，光敏管矩陣中心位置的光敏管為基準(zhǔn)光敏管，每一個(gè)光敏管后接一個(gè)光電轉(zhuǎn)換放大電路；光敏管的一端接地，另一端接第一運(yùn)算放大器的同向輸入端，其 正輸入端與輸出端之間接第二電阻，構(gòu)成前級(jí)運(yùn)放電路；為了消除暗電流的影響，第二電阻 兩端并聯(lián)第二電容，第一運(yùn)算放大器的反向輸入端通過相并聯(lián)的第一電容、第一電阻接地； 第一運(yùn)算放大器的輸出端接第二運(yùn)算放大器的同向輸入端構(gòu)成主放大電路，改變第4電阻 的阻值可以改變放大倍數(shù)。所述多路轉(zhuǎn)換開關(guān)由第一多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二多路轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成32選1功能的多 路選擇電路，兩路多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端連接激光接收器的輸出端，用以接收27路模擬量 信號(hào)，其輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端10VIN ；兩個(gè)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的通道選擇控制端分別 對(duì)應(yīng)接單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端。所述單片機(jī)的型號(hào)為89S51。掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置的定位定向方法包括以下步驟a在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上設(shè)置一個(gè)激光指向器；激光指向器位于巷道的中心 線上，其中的激光發(fā)射器發(fā)射指向激光，激光束提供巷道施工的中心線；b在距截割頭約50 IOOcm處的懸臂上安裝一個(gè)激光接收器，用以接收指向激 光；c將截割頭對(duì)準(zhǔn)指向激光，調(diào)整懸臂使基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光，即完成了截割 頭的位置標(biāo)定，并以此為坐標(biāo)基準(zhǔn)，控制截割頭的正常掘進(jìn)；d將激光接收器的輸出端與多路轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，多路轉(zhuǎn)換器的輸出端與模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)；e激光接收器中的任何一個(gè)光敏管接收到指向激光，單片機(jī)都能計(jì)算出切割頭的 位置，并對(duì)懸臂的實(shí)際位置和基準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行比較、處理，輸出掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心坐 標(biāo)的信息，實(shí)現(xiàn)截割頭的定位截割；f當(dāng)控制懸臂使基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光束時(shí)，根據(jù)安裝在截割懸臂上的角位 移檢測(cè)器和機(jī)身上的傾斜檢測(cè)器與前進(jìn)方向傾角檢測(cè)器，得到懸臂的偏轉(zhuǎn)角度和機(jī)身姿態(tài) 信息，通過計(jì)算機(jī)處理中心的計(jì)算，輸出掘進(jìn)機(jī)機(jī)身與激光引導(dǎo)方向的偏離誤差，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn) 機(jī)激光引導(dǎo)的定向控制。有益效果保證掘進(jìn)機(jī)在機(jī)身傾斜、跑偏等不同情況下通過截割頭的定向控制來 實(shí)現(xiàn)定向掘進(jìn)；截割頭對(duì)準(zhǔn)指向激光，基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光，可以快速定位，并以此 為坐標(biāo)基準(zhǔn)；激光接收器中的任何一個(gè)光敏管接收到指向激光，都可以計(jì)算出切割頭的位 置，根據(jù)懸臂的偏轉(zhuǎn)角度和機(jī)身姿態(tài)信息，以便在挖掘一段截面后前移時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并儲(chǔ)存 修正數(shù)據(jù)，供下一步調(diào)整懸臂參考；截割懸臂的調(diào)整比較方便，可以很快地接收到激光束， 縮短懸臂調(diào)整時(shí)間，提高掘進(jìn)的速度，也保證了掘進(jìn)機(jī)在指向激光方向上的定向掘進(jìn)，為掘 進(jìn)斷面的精確截割提供了基準(zhǔn)依據(jù)。


圖1是本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向方法的裝置示意圖；圖2是本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向方法的裝置構(gòu)成框圖；圖3是激光接收器的光敏管排列示意圖；圖4是本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向方法的裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式所述的激光接收器由光電接收轉(zhuǎn)換元件、電阻、電容、放大器組成；光電接收轉(zhuǎn)換 元件由27個(gè)光敏管組成，水平位置設(shè)置9個(gè)光敏管，垂直位置上設(shè)置3排光敏管，每個(gè)光敏 管后接一個(gè)光電轉(zhuǎn)換放大電路；光敏管一端接地，另一端接運(yùn)算放大器TL082的引腳3，引 腳3與6之間接入電阻R2，構(gòu)成前級(jí)運(yùn)放電路；為了消除暗電流的影響，電阻R2兩端并聯(lián) 電容C2，引腳2通過電阻Rl接地，電阻R2兩端并聯(lián)電容Cl，前級(jí)運(yùn)放電路輸出接U2的引 腳3構(gòu)成主放大電路，改變R4的阻值可以改變放大倍數(shù)，將放大后的電壓信號(hào)送入多路轉(zhuǎn) 換開關(guān)的輸入端；所述多路轉(zhuǎn)換開關(guān)由兩片十六路輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)組成，具有32選一功能， 其型號(hào)為AD7506 ；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為AD1674 ；所述單片機(jī)的型號(hào)為89S51。本發(fā)明掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置的定位定向方法a在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上設(shè)置一個(gè)激光導(dǎo)向裝置；激光導(dǎo)向裝置位于巷道的 中心線上，激光發(fā)射器發(fā)射指向激光，激光束提供巷道施工的中心線；b在距截割頭約50 IOOcm處的懸臂上安裝一個(gè)激光接收器，用以接收指向激 光；c使截割頭對(duì)準(zhǔn)指向激光，調(diào)整懸臂使基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光，即完成了截割 頭的位置標(biāo)定，并以此為坐標(biāo)基準(zhǔn)，可以控制截割頭的正常掘進(jìn)；d將激光接收器的導(dǎo)線與多路轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，多路轉(zhuǎn)換器的輸出端與模數(shù) 轉(zhuǎn)換器輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)；e激光接收器中的任何一個(gè)光敏管接收到指向激光，單片機(jī)都可以計(jì)算出切割頭 的位置，并對(duì)懸臂的實(shí)際位置和基準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行比較、處理，輸出掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心 坐標(biāo)的信息，實(shí)現(xiàn)截割頭的定位截割；f當(dāng)控制懸臂使基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光束時(shí)，根據(jù)安裝在截割懸臂上的角位 移檢測(cè)器和機(jī)身上的傾斜檢測(cè)器與前進(jìn)方向傾角檢測(cè)器，得到懸臂的偏轉(zhuǎn)角度和機(jī)身姿態(tài) 信息，通過計(jì)算機(jī)處理中心的計(jì)算，輸出掘進(jìn)機(jī)機(jī)身與激光引導(dǎo)方向的偏離誤差，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn) 機(jī)激光引導(dǎo)的定向控制。下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述圖1所示，由激光指向器、掘進(jìn)機(jī)、激光接收器構(gòu)成，激光發(fā)射器安裝在掘進(jìn)機(jī)后 面位于巷道中心線的巷道頂板上，激光接收器安裝在距截割頭約50 IOOcm處的懸臂上。圖2所示，由激光指向器、激光接收器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)構(gòu)成， 激光發(fā)射器安裝在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上，激光接收器安裝在懸臂上，其中激光接收器 的輸出端與多路裝換開關(guān)的輸入端相連，多路裝換開關(guān)的輸出端和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相 連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與單片機(jī)的輸入端相連接。當(dāng)激光接收器接收到激光后，激光接收 器將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，送至多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模 擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算得出激光接收器 中接收到指向激光的光敏管位置，可以計(jì)算出切割頭的位置，單片機(jī)輸出掘進(jìn)機(jī)偏離激光 引導(dǎo)方向的偏差和掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心坐標(biāo)的信息，進(jìn)行截割頭的標(biāo)定和掘進(jìn)機(jī)在 激光指向方向上的定向。圖3所示，激光接收器由光電接收器件、電阻、電容、放大器組成；光電接收器件由27個(gè)光敏管組成，水平位置設(shè)置9個(gè)光敏管，垂直位置上設(shè)置3排光敏管，每個(gè)光敏管后接 一個(gè)光電轉(zhuǎn)換放大電路；正中位置光敏管為基準(zhǔn)光敏管。圖4所示，激光接收器由光電接收器件、電阻、電容、放大器組成；光敏管一端接 地，另一端接TL082的引腳3 ；引腳3連接電阻R2，電阻R2連接TL082的引腳6，構(gòu)成前級(jí) 運(yùn)放電路；為了消除暗電流的影響，TL082的引腳2連接電容C2，電容C2連接TL082的引腳 6，TL082弓丨腳2連接電阻R1，電阻Rl接地，引腳2連接電容Cl，電容Cl接地；前級(jí)運(yùn)放電 路輸出接U2的引腳3構(gòu)成主放大電路，改變R4的阻值可以改變放大倍數(shù)；將放大后的電壓 信號(hào)送入多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)由兩片AD7506構(gòu)成32選1功能的多路選擇，兩片AD7506的輸入端 連接激光接收器的輸出端，用以接收27路模擬量信號(hào)。AD7506的工作電源端VDD接+15V、 VSS接-15V。其中一片AD7506的通道選擇控制端Ac^ApA2J3分別連接89S51單片機(jī)的引 腳2、3、4、5，其引腳17接89S51單片機(jī)的引腳1，輸出端OUT接AD1674模數(shù)轉(zhuǎn)換器的引腳 13 ；另一片AD7056的通道選擇控制端WA2J3的分別接89S51單片機(jī)的引腳2、3、4、5， EN端連接非門74LS05的引腳L74LS05的引腳2連接9S51單片機(jī)的引腳1，輸出端OUT接 AD1674模數(shù)轉(zhuǎn)換器的引腳13。模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD1674的輸入端IOVIn連接多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端，用以接收電路 的輸出信號(hào)。AD1674模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作電源端Ueer分別接+15V、接_15v，其引腳1接 +5V，引腳2、9、15分別接地，其引腳4接74LS373的引腳2，其引腳3接89S51單片機(jī)的引腳 28，其引腳5連接非門74LS04的引腳2，74LS04的引腳1接89S51單片機(jī)的引腳17，AD1674 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的引腳6連接與非門SN74LS00的引腳3,SN74LS00的引腳1、2分別連接89s51 單片機(jī)的引腳16,17, AD1674模數(shù)轉(zhuǎn)換器的引腳28接單片機(jī)89S51的引腳13，引腳20至 27分別接89s51單片機(jī)的8個(gè)引腳39至32，其引腳16至19分別接AD1674模數(shù)轉(zhuǎn)換器的 引腳24至27 ；74LS373的輸出端DO至D7分別接89s51單片機(jī)的引腳39至32，其引腳11 接單片機(jī)89S51的引腳30。本發(fā)明的激光引導(dǎo)定位定向方法在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上安裝激光發(fā)射器， 在距截割頭約50 IOOcm處的懸臂上安裝一個(gè)激光接收器，將激光接收器的導(dǎo)線通過多路 開關(guān)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端相連，激光接收器將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過多路轉(zhuǎn) 換開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)程序運(yùn)算和處理后，即可計(jì)算出激 光接收器中具體某一個(gè)光敏管接收到指向激光，從而計(jì)算出切割頭的位置，得到掘進(jìn)懸臂 對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心坐標(biāo)的信息并能確定掘進(jìn)機(jī)機(jī)身與前進(jìn)方向的偏離誤差，以便在挖掘一 段截面后前移時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
一種掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置，其特征在于該裝置包括在掘進(jìn)機(jī)后部的巷道頂板(12)上設(shè)置一個(gè)激光指向器(11)、安裝在掘進(jìn)機(jī)前部的懸臂(15)上的激光接收裝置(13)；所述的激光接收裝置(13)中，激光接收器(21～2n)的輸出端接多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(22)的輸入端，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(22)的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(23)的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(23)的輸出端接單片機(jī)(24)的輸入端，單片機(jī)(24)的輸出端輸出掘進(jìn)機(jī)偏離激光引導(dǎo)方向的偏差和掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心坐標(biāo)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置，其特征在于所述激光指向器 (11)發(fā)射的激光采用調(diào)制光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置，其特征在于所述激光接收 裝置(13)由光電接收元件和與之對(duì)應(yīng)的放大器組成；光電接收元件由多個(gè)光敏管組成光 敏管矩陣，光敏管矩陣中心位置的光敏管為基準(zhǔn)光敏管(31)，每一個(gè)光敏管后接一個(gè)光電 轉(zhuǎn)換放大電路；光敏管的一端接地，另一端接第一運(yùn)算放大器(Ul)的同向輸入端，其正輸 入端與輸出端之間接第二電阻(R2)，構(gòu)成前級(jí)運(yùn)放電路；為了消除暗電流的影響，第二電 阻(R2)兩端并聯(lián)第二電容(C2)，第一運(yùn)算放大器(Ul)的反向輸入端通過相并聯(lián)的第一電 容(Cl)、第一電阻(Rl)接地；第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端接第二運(yùn)算放大器(U2)的同 向輸入端構(gòu)成主放大電路，改變第4電阻(R4)的阻值可以改變放大倍數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置，其特征在于所述多路轉(zhuǎn)換 開關(guān)(22)由第一多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(UIB)、第二多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(U2B)構(gòu)成32選1功能的多路 選擇電路，兩路多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端連接激光接收器的輸出端，用以接收27路模擬量信 號(hào)，其輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(U2B)的輸入端10VIN ；兩個(gè)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的通道選擇控制端 (A0, A1^ A2, A3)分別對(duì)應(yīng)接單片機(jī)(U3A)的控制信號(hào)輸出端(Ρ1.0、Ρ 1.2、P 1.3、P 1.4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置，其特征在于所述單片機(jī)的 型號(hào)為89S51。
6.一種如權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置的定位定向方法，其特征在 于該定位定向方法包括以下步驟a在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上設(shè)置一個(gè)激光指向器(11)；激光指向器(11)位于巷道的 中心線上，其中的激光發(fā)射器發(fā)射指向激光，激光束提供巷道施工的中心線；b在距截割頭約50 IOOcm處的懸臂(15)上安裝一個(gè)激光接收器(21)，用以接收指 向激光；c將截割頭(14)對(duì)準(zhǔn)指向激光，調(diào)整懸臂使基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光，即完成了截 割頭的位置標(biāo)定，并以此為坐標(biāo)基準(zhǔn)，控制截割頭的正常掘進(jìn)；d將激光接收器(21)的輸出端與多路轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，多路轉(zhuǎn)換器的輸出端與模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)；e激光接收器中的任何一個(gè)光敏管接收到指向激光，單片機(jī)都能計(jì)算出切割頭的位置， 并對(duì)懸臂的實(shí)際位置和基準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行比較、處理，輸出掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心坐標(biāo)的 信息，實(shí)現(xiàn)截割頭的定位截割；f當(dāng)控制懸臂使基準(zhǔn)光敏管接收到指向激光束時(shí)，根據(jù)安裝在截割懸臂上的角位移檢 測(cè)器和機(jī)身上的傾斜檢測(cè)器與前進(jìn)方向傾角檢測(cè)器，得到懸臂的偏轉(zhuǎn)角度和機(jī)身姿態(tài)信 息，通過計(jì)算機(jī)處理中心的計(jì)算，輸出掘進(jìn)機(jī)機(jī)身與激光引導(dǎo)方向的偏離誤差，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)的定向控制。
全文摘要
本發(fā)明是一種掘進(jìn)機(jī)激光引導(dǎo)定位定向裝置及方法，其檢測(cè)裝置由在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上設(shè)置一個(gè)激光導(dǎo)向裝置、安裝在懸臂上的激光接收器和多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，其檢測(cè)方法是在掘進(jìn)機(jī)后面的巷道頂板上設(shè)置一個(gè)激光導(dǎo)向裝置，在懸臂上安裝一個(gè)激光接收器，激光接收器將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為成電壓信號(hào)并進(jìn)行放大，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)程序運(yùn)算和處理后，即可輸出掘進(jìn)機(jī)偏離激光引導(dǎo)方向的偏差和掘進(jìn)懸臂對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)斷面中心坐標(biāo)的信息，對(duì)懸臂截割頭定位，可以快速標(biāo)定基準(zhǔn)坐標(biāo)中心點(diǎn)，縮短調(diào)整時(shí)間，提高掘進(jìn)的速度，也保證了掘進(jìn)機(jī)在指向激光方向上的定向掘進(jìn)。
文檔編號(hào)G01C15/00GK101975063SQ20101027894
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者唐守鋒, 徐楠, 童敏明, 童紫原 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)