专利名称：采煤机自主定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采煤机自主定位装置，属于采煤机械自动控制设备制造 的技术领域。
背景技术：
实现煤矿安全生产除了加强煤矿的管理水平外，还应研制和使用自动化的 采煤装置，减少井下作业人员数量。采煤机的自主定位，即采煤机自主确定目前 时刻所处的工作位置，是实现自动化采煤的关键问题，现有技术中还没有具有自 主定位能力的采煤机自主定位装置。发明内容技术问题本实用新型目的是提供一种采煤机自主定位装置，实现采煤机的 自主定位。技术方案为实现采煤机自主定位的技术问题，本实用新型所设计的采煤机 自主定位装置设置在防爆外壳内并位于采煤机的上表面中部，在防爆外壳内包括 计算机和固定纵向检测单元、横向检测单元、竖直方向检测单元的支座，在支座 上纵向检测单元由纵向陀螺仪和纵向加速度传感器构成，它们的敏感轴沿采煤机 的纵向方向；横向检测单元由固定在支座上的横向陀螺仪和横向加速度传感器构 成，它们的敏感轴沿采煤机的横向方向；竖直方向检测单元由竖直方向陀螺仪和 竖直方向加速度传感器构成，它们的敏感轴沿采煤机的竖直方向；每一个陀螺仪 和每一个加速度传感器输出的检测信号，都分别经过各自信号电缆连接到计算机 中。工作原理当采煤机运行时，其纵向方向、横向方向、竖直方向的旋转角速 度和直线加速度，分别被敏感轴相同的纵向检测单元、横向检测单元、竖直方向 检测单元的陀螺仪和加速度传感器检测到，这些陀螺仪和加速度传感器将采煤机的运动信息转换成电压信号输入到计算机中，经计算机运算处理后，得到采煤机 的速度、位置和姿态的信息。有益效果该装置使用陀螺仪和加速度传感器检测采煤机的角速度和直线加 速度，经过运算处理，可以实时得到采煤机的运行位置、速度信息。这种定位装 置不需要外部信息源，也不会向外部辐射能量，工作时不受外部环境条件的限制， 具有自主定位的能力，即确定采煤机目前时刻所处的位置，是实现煤矿的少人、 无人值守的自动化采煤的基础性装置，且具有防爆、防尘、防水功能，适用于煤 矿井下有易燃易爆危险的工作场所使用。
图1为本实用新型与采煤机的位置关系示意图。图2为本实用新型的总体结构示意图。图3为支座4与各检测单元和加速度传感器的结构示意图。图中有采煤机l、防爆外壳2、包括计算机3、支座4、防爆电源开关孔5、 防爆键盘6、横向陀螺仪IO、横向加速度传感器9、纵向陀螺仪8、纵向加速度 传感器7、竖直方向陀螺仪ll、竖直方向加速度传感器12。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。 本实施例的采煤机自主定位装置的计算机采用隔爆型计算机，除计算机的防 爆键盘外，纵向检测单元、横向检测单元、竖直方向检测单元、支座、计算机均 密封在矩形铝合金防爆外壳内。防爆外壳用螺栓安装在滚筒采煤机的上表面中 部，防爆外壳由主体部分和上盖板组成，主体部分上开有计算机屏幕孔、防爆电 源开关孔、防爆键盘孔和电源线孔，所有电源线、键盘线和防爆电源开关与防爆 外壳的连接处均用硅胶密封，主体部分和上盖板之间用螺钉连接，并在结合处涂 硅胶密封。计算机固定在防爆外壳的内部；支座用螺钉固定在防爆外壳的内表面， 支座的三个板面互相垂直，分别朝向采煤机的纵向方向、横向方向和竖直方向， 分别用于安装固定纵向检测单元、横向检测单元、竖直方向检测单元。其中，纵 向检测单元由纵向陀螺仪和纵向加速度传感器构成，它们的敏感轴沿采煤机的纵向方向；横向检测单元由横向陀螺仪和横向加速度传感器构成，它们的敏感轴沿 采煤机的横向方向；竖直方向检测单元由竖直方向陀螺仪和竖直方向加速度传感 器构成，它们的敏感轴沿采煤机的竖直方向。所有陀螺仪均采用光纤陀螺仪，所 有加速度传感器均采用压电式加速度传感器，每一个陀螺仪和每一个加速度传感 器输出的检测信号，都分别经过RVVP型信号电缆输入到计算机中，计算机向各 个陀螺仪和各个加速度传感器提供12伏直流工作电压。工作过程采煤机运行之前，首先启动采煤机自动定位装置，采煤机的初始 位置信息坐标用键盘输入到计算机中，或者由上次运行结束时的位置信息储存在 计算机中，采煤机运行时三个陀螺仪分别采集沿采煤机纵向方向、横向方向、竖 直方向的角速度信息并输入到计算机中，三个加速度传感器分别采集沿釆煤机的 纵向方向、横向方向、竖直方向的加速度信息也输入到计算机中，得到采煤机的 速度、位置和姿态等信息，在计算机的显示器上实时显示出来。本实用新型的计算机同样可以采用普通的工控计算机，将计算机安装在远离 滚筒采煤机的井下控制中心或地面控制中心，实现远距离的监控。
权利要求1.一种采煤机自主定位装置，其特征在于该装置设置在防爆外壳(2)内并位于采煤机(1)的上表面中部，在防爆外壳(2)内包括计算机(3)和固定纵向检测单元、横向检测单元、竖直方向检测单元的支座(4)，在支座(4)上纵向检测单元由纵向陀螺仪(8)和纵向加速度传感器(7)构成，它们的敏感轴沿采煤机的纵向方向；横向检测单元由固定在支座(4)上的横向陀螺仪(10)和横向加速度传感器(9)构成，它们的敏感轴沿采煤机的横向方向；竖直方向检测单元由竖直方向陀螺仪(11)和竖直方向加速度传感器(12)构成，它们的敏感轴沿采煤机的竖直方向；每一个陀螺仪和每一个加速度传感器输出的检测信号，都分别经过各自信号电缆连接到计算机(3)中。
2、 如权利要求1所述的采煤机自主定位装置，其特征在于，所述计算机(3) 是隔爆型计算机，所述计算机(3)以及纵向检测单元、横向检测单元、竖直方 向检测单元均安装在防爆外壳(2)内，防爆外壳(2)固定在采煤机(1)的上 表面中部。
专利摘要采煤机自主定位装置是一种具有防爆、防尘、防水功能，适用于煤矿井下有易燃易爆危险的工作场所使用的装置，该装置在防爆外壳(2)内包括计算机(3)和固定纵向检测单元、横向检测单元、竖直方向检测单元的支座(4)，在支座(4)上纵向检测单元由纵向陀螺仪(8)和纵向加速度传感器(7)构成，它们的敏感轴沿采煤机的纵向方向；横向检测单元由固定在支座(4)上的横向陀螺仪(10)和横向加速度传感器(9)构成，它们的敏感轴沿采煤机的横向方向；竖直方向检测单元由竖直方向陀螺仪(11)和竖直方向加速度传感器(12)构成，它们的敏感轴沿采煤机的竖直方向；每一个陀螺仪和每一个加速度传感器输出的检测信号都分别连接到计算机(3)中。
文档编号E21C35/24GK201090218SQ20072004596
公开日2008年7月23日 申请日期2007年9月11日 优先权日2007年9月11日
发明者杰 何, 斌 张, 方新秋, 元 胡 申请人:中国矿业大学