采煤機作為綜采工作面的重要設(shè)備,其位姿檢測是實現(xiàn)自動割煤的關(guān)鍵技術(shù)。在綜采工作面,實現(xiàn)"三機"聯(lián)動、記憶截割等技術(shù)的前提是采煤機位置和運行姿態(tài)的確定。目前研究和使用的齒輪計數(shù)、紅外對射等檢測采煤機位姿方法無法實時的在三維方向上進行采煤機位姿的確定。本文選用慧聯(lián)科技光纖組合慣導系統(tǒng)檢測采煤機位置和運行姿態(tài),對慧聯(lián)科技光纖組合慣導系統(tǒng)在采煤機上應(yīng)用的進行講解。 通過對采煤機截割工藝和位姿影響因素進行分析,確定采煤機位姿為三維定位,在分析慧聯(lián)科技光纖組合慣導系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上,說明了慧聯(lián)科技光纖組合慣導系統(tǒng)在采煤機位姿檢測中的應(yīng)用原理。針對如何應(yīng)用慣性元件采集到的數(shù)據(jù)進行采煤機位姿解算做了研究,在定義坐標系的基礎(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動態(tài)姿態(tài)角,給出采煤機位姿解算的基本方程和慧聯(lián)科技光纖組合慣導系統(tǒng)在采煤機上進行初始對準的方法；對采煤機動態(tài)姿態(tài)角、速度和位置進行解算,用matlab模擬采煤機運動軌跡,解算出慣性元件的輸出作為位姿算法仿真的輸入,進行采煤機位姿解算算法仿真；搭建簡易模擬試驗臺進行實驗驗證,利用小車模擬采煤機在可彎曲軌道上運動,采集慣性元件測量數(shù)據(jù)進行位姿解算,測量小車在關(guān)鍵節(jié)點實際的運動軌跡和姿態(tài)角數(shù)據(jù)擬合曲線,與解算數(shù)據(jù)得到的曲線進行對比。 仿真和實驗結(jié)果表明慧聯(lián)科技光纖組合慣導系統(tǒng)可以用于解算采煤機位置和運行姿態(tài)。

采煤機位姿應(yīng)用

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