悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法与流程

1.本技术涉及轨迹示教技术领域，尤其涉及悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法。


背景技术：

2.悬臂式掘进机是一种应用到矿山煤巷或者半煤岩巷的主流采掘设备，截割断面的轨迹示教系统是悬臂式掘进机自动化控制系统关键环节之一。传统截割轨迹示教方法是通过遥控器操作手柄来控制掘进机悬臂来完成轨迹示教，操作工序较为复杂，示教一组满足截割工艺的轨迹往往需要重复数次才能完成，对操作经验要求较高，严重影响了轨迹示教的效率，同时，示教过程需启动掘进机油泵电机和摆动悬臂等执行机构，要求专职安全人员现场驻守来保障安全，增加了现场人员的数量和工作强度。


技术实现要素：

3.本技术提供悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法，以至少解决相关技术中的示教效率低，人员工作量大的技术问题。
4.本技术第一方面实施例提出悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统，包括：手持移动终端、数据解算系统、悬臂运动传感器、数据采集控制系统和执行机构；
5.所述手持移动终端用于接收触摸方式模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并向所述数据解算系统发送所述掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据；
6.所述数据解算系统用于对接收到的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据进行解算得到所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角和掘进机悬臂的偏航角；
7.所述悬臂运行传感器用于实时采集作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值和伸缩位移数值；
8.所述数据采集控制系统用于根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；
9.所述执行机构用于接收数据采集控制系统发出的掘进机悬臂的控制指令，并基于所述控制指令对掘进机悬臂进行控制。
10.本技术第二方面实施例提出悬臂式掘进机断面的轨迹示教方法，包括：
11.利用触摸的方式在手持移动终端的手持示教器上模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并通过手持移动终端的数据无线发送模块将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统；
12.根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；
13.基于所述掘进机悬臂的控制指令利用执行机构对所述掘进机悬臂进行控制使得
掘进机悬臂进行示教。
14.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
15.综上所述，本技术提出的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法，所述系统包括：手持移动终端、数据解算系统、悬臂运动传感器、数据采集控制系统和执行机构；利用触摸的方式在手持移动终端的手持示教器上模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并通过手持移动终端的数据无线发送模块将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统；根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；基于所述掘进机悬臂的控制指令利用执行机构对所述掘进机悬臂进行控制使得掘进机悬臂进行示教。本发明提供的技术方案，提高了轨迹示教的效率，同时也减少了人员的工作量且安全性高。
16.本技术附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
17.本技术上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为根据本技术一个实施例提供的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统的结构图；
19.图2为根据本技术一个实施例提供的手持移动终端的结构图；
20.图3为根据本技术一个实施例提供的触摸屏的结构图；
21.图4为根据本技术一个实施例提供的数据解算系统的结构图；
22.图5为根据本技术一个实施例提供的数据采集控制系统的结构图；
23.图6为根据本技术一个实施例提供的悬臂运动传感器的结构图；
24.图7为根据本技术一个实施例提供的执行机构的结构图；
25.图8为根据本技术一个实施例提供的悬臂式掘进机断面的轨迹示教方法的流程图。
26.附图标记说明：
27.手持移动终端-1；数据解算系统-2；悬臂运动传感器-3；数据采集控制系统-4；执行机构-5；手持示教器-100；数据无线发送模块-200；触摸屏-1001；传感器单元-10012；基板-10011；无线数据接收模块-300；数据解算模块-400；显示模块-500；数据采集模块-600；控制模块-700；悬臂俯仰角度传感器-800；悬臂偏航角度传感器-900；悬臂伸缩位移传感器-1000；悬臂升降电磁阀-1100；悬臂摆动电磁阀-1200；悬臂伸缩电磁阀-1300。
具体实施方式
28.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
29.本技术提出的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法，所述系统包括：手持移
动终端、数据解算系统、悬臂运动传感器、数据采集控制系统和执行机构；利用触摸的方式在手持移动终端的手持示教器上模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并通过手持移动终端的数据无线发送模块将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统；根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；基于所述掘进机悬臂的控制指令利用执行机构对所述掘进机悬臂进行控制使得掘进机悬臂进行示教。本发明提供的技术方案，提高了轨迹示教的效率，同时也减少了人员的工作量且安全性高。
30.下面参考附图描述本技术实施例的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法。
31.实施例一
32.图1为本公开实施例所提供的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统的结构图，如图1所示，所述系统包括：至少一个手持移动终端1、至少一个数据解算系统2、至少一个悬臂运动传感器3、至少一个数据采集控制系统4和至少一个执行机构5。
33.需要说明的是，图1示出的是一种仅一个手持移动终端1、一个数据解算系统2、一个悬臂运动传感器3、一个数据采集控制系统4和一个执行机构5的系统结构图，图1仅作为示意，并不作为对本技术实施例的限制。
34.在本公开实施例中，所述手持移动终端1与数据解算系统2间无线连接，所述手持移动终端1用于接收触摸方式模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并向所述数据解算系统2发送所述掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据。
35.所述数据采集控制系统4分别与数据解算系统2、悬臂运动传感器3和执行机构5通过有限的方式连接，所述数据采集控制系统4用于根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令。
36.所述数据解算系统2用于对接收到的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据进行解算得到所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角和掘进机悬臂的偏航角。
37.所述悬臂运行传感器3用于实时采集作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值和伸缩位移数值。
38.所述执行机构4用于接收数据采集控制系统发出的掘进机悬臂的控制指令，并基于所述控制指令对掘进机悬臂进行控制。
39.在本实施例中，所述数据解算系统2还用于显示掘进机悬臂段在机身坐标系下的运动轨迹画面。
40.在本实施例中，如图2所示，所述手持移动终端1包括：手持示教器100和数据无线发送模块200；
41.其中，所述手持示教器100上设置有触摸屏1001，通过触摸来模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹；
42.所述数据无线发送模块200用于发送模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据。
43.进一步的，如图3所示，所述触摸屏1001包括：基板10011和传感器单元10012，所述传感器单元10012设置在所述基板10011的下方。
44.所述传感器单元包括阵列排布的多个传感器，所述传感器单元用于监测所述传感器的特性参数的变化，并根据所述特性参数的变化确定所述基板受到的触摸压力的位置和大小。
45.如图4所示，所述数据解算系统2包括：无线数据接收模块300、数据解算模块400和显示模块500。
46.所述无线数据接收模块300用于接收手持移动终端1发送的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹。
47.所述数据解算模块400用于对无线数据接收模块300接收到的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据进行解算得到所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角和掘进机悬臂的偏航角。
48.所述显示模块500用于显示掘进机悬臂段在机身坐标系下的运动轨迹画面。
49.如图5所示，所述数据采集控制系统4包括：数据采集模块600和控制模块700；所述数据采集模块600用于采集数据解算系统中所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和悬臂运行传感器中实时采集的作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据；所述控制模块700用于计算、分析采集到的数据确定掘进机悬臂的控制指令，并输出所述控制指令。
50.如图6所示，所述悬臂运动传感器3包括：悬臂俯仰角度传感器800、悬臂偏航角度传感器900和悬臂伸缩位移传感器1000；所述悬臂俯仰角度传感器800用于实时采集作业中的掘进机悬臂的俯仰角度数值；所述悬臂偏航角度传感器900用于实时采集作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值；所述悬臂伸缩位移传感器1000用于实时采集作业中的掘进机悬臂的伸缩位移数值。
51.如图7所示，所述执行机构5包括：悬臂升降电磁阀1100、悬臂摆动电磁阀1200和悬臂伸缩电磁阀1300；所述悬臂升降电磁阀用于控制作业中的掘进机悬臂的升降；所述悬臂摆动电磁阀用于控制作业中的掘进机悬臂的摆动；所述悬臂伸缩电磁阀用于控制作业中的掘进机悬臂的伸缩。
52.示例的，首先工作人员在手持移动终端1的手持示教器100的触摸屏幕1001上进行掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的触摸，并利用数据无线发送模块200将所述掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据发送给数据解算系统2中的数据无线接收模块300，数据解算模块400对数据无线接收模块300接收到的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹数据进行解算得到所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角和掘进机悬臂的偏航角，同时利用悬臂运行传感器3实时采集作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值和伸缩位移数值。
53.然后利用数据采集控制系统4根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令。
54.最后执行机构4基于接收到的数据采集控制系统4发出的掘进机悬臂的控制指令，并基于所述控制指令对掘进机悬臂进行控制使得掘进机悬臂进行示教。
55.综上所述，本技术提出的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法，所述系统包括：手持移动终端、数据解算系统、悬臂运动传感器、数据采集控制系统和执行机构；利用触摸的方式在手持移动终端的手持示教器上模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并通过手
持移动终端的数据无线发送模块将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统；根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；基于所述掘进机悬臂的控制指令利用执行机构对所述掘进机悬臂进行控制使得掘进机悬臂进行示教。本发明提供的技术方案，提高了轨迹示教的效率，同时也减少了人员的工作量且安全性高。
56.实施例二
57.图8为根据本技术一个实施例提供的示教方法的流程图，如图8所示，所述方法可以包括：
58.步骤101：利用触摸的方式在手持移动终端的手持示教器上模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并通过手持移动终端的数据无线发送模块将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统；
59.其中，将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统的数据无线接收模块。
60.步骤102：根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；
61.其中，所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角是利用数据解算系统中的数据解算模块对接收到的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据进行解算分析得到的；所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值是利用悬臂运动传感器中的悬臂偏航角度传感器测得的，俯仰角度数值是利用悬臂运动传感器中的悬臂俯仰角度传感器测得的，伸缩位移数值是利用悬臂运动传感器中的悬臂伸缩位移传感器测得的。
62.示例示，首先利用数据采集控制系统中的数据采集模块采集作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，然后利用控制模块基于所述采集的数据生成掘进机悬臂的控制指令。
63.步骤103：基于所述掘进机悬臂的控制指令利用执行机构对所述掘进机悬臂进行控制使得掘进机悬臂进行示教。
64.其中，利用执行机构中的悬臂升降电磁阀控制悬臂的升降，利用执行机构中的悬臂摆动电磁阀控制悬臂的摆动，利用执行机构中的悬臂伸缩电磁阀控制悬臂的摆动，使得掘进机悬臂进行依据模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹进行示教。
65.综上所述，本技术提出的悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法，所述系统包括：手持移动终端、数据解算系统、悬臂运动传感器、数据采集控制系统和执行机构；利用触摸的方式在手持移动终端的手持示教器上模拟掘进机悬臂截割断面的作业轨迹，并通过手持移动终端的数据无线发送模块将模拟的掘进机悬臂截割断面的作业轨迹的数据发送到数据解算系统；根据所述作业轨迹过程中掘进机悬臂的俯仰角、掘进机悬臂的偏航角和所述作业中的掘进机悬臂的偏航角度数值、俯仰角度数值以及伸缩位移数值数据，生成掘进机悬臂的控制指令；基于所述掘进机悬臂的控制指令利用执行机构对所述掘进机悬臂进行控制使得掘进机悬臂进行示教。本发明提供的技术方案，提高了轨迹示教的效率，同时也减
少了人员的工作量且安全性高。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
67.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
68.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。