一种掘进设备测量导向系统及使用其的掘进设备的制作方法

本公开涉及掘进设备测量领域，具体涉及一种掘进设备测量导向系统及使用其的掘进设备。

背景技术：

1、在煤矿智能化建设大背景下，研究和发展煤矿井下全断面掘进设备是保障煤矿安全生产和提升智能化水平的重要途径。

2、测量导向系统相当于掘进设备的眼睛一样指导者掘进设备的掘进方向。在煤矿巷道掘进工程中，保证全断面掘进设备按照设计线路掘进是整个工程质量好坏的重点，这就有必要对掘进施工方向数据进行监控，及时显示掘进设备姿态，计算出与巷道设计轴线的偏差。目前，掘进设备的测量导向系统主要还是利用在巷道中轴线上放一道或者两道激光，根据激光在掘进断面的位置来人为地对掘进设备的方向进行判断达到测量导向的目的。该方法虽然比较直观、简单，但是对于掘进设备的操作人员要求较高，掘进设备操作人员得结合自己的实际施工经验对激光位置及其方向控制量进行分析和判断。同时，掘进断面处的工况恶劣，粉尘大且有冒顶、片帮的风险，安全隐患较大。具备类似功能的全站仪操作较为复杂，对操作人员的要求较高；陀螺仪随着时间的推移漂移较为严重导致测量结果误差变大，不够稳定。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开的目的是提供一种掘进设备测量导向系统及使用其的掘进设备，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。

2、为了实现前述目的，本公开的第一方面提供了一种掘进设备测量导向系统，其中，所述导向系统包括第一激光器和第一电子激光靶，所述第一激光器在纠偏油缸之前设置于所述掘进设备，所述第一电子激光靶在所述纠偏油缸之后设置于所述掘进设备，所述第一激光器向所述第一电子激光靶发射激光束，其中，所述第一电子激光靶包括：

3、采用发散材质的第一透光板，所述第一透光板面向所述第一激光器；以及

4、位于所述第一透光板后方的第一光敏传感器安装板，所述第一光敏传感器安装板设置在所述第一电子激光靶的内部，在所述第一光敏传感器安装板上以点阵方式均匀布设有多个光敏传感器。

5、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述导向系统包括第二激光器和第二电子激光靶，所述第二激光器设置于巷道口，所述第二电子激光靶面在所述纠偏油缸之后设置于所述掘进设备，所述第二激光器向所述第二电子激光靶发射激光束，其中，所述第二电子激光靶包括：

6、采用发散材质的第二透光板，所述第二透光板面向所述第二激光器；

7、位于所述第二透光板后方的第二光敏传感器安装板，所述第二光敏传感器安装板设置在所述第二电子激光靶的内部，在所述第二光敏传感器安装板上以点阵方式均匀布设有多个光敏传感器。

8、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述第一电子激光靶和所述第二电子激光靶串接并输出至主控制板，所述第一电子激光靶和所述第二电子激光靶背对地设置在一起，所述主控制板包括通讯控制板和通讯控制口。

9、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述第一透光板和所述第二透光板采用pvc材质，所述第一电子激光靶和所述第二电子激光靶采用铝合金外壳。

10、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述主控制板和所述第一光敏传感器安装板在所述第一电子激光靶内部采用层叠式安装方式，或者，所述主控制板和所述第二光敏传感器安装板在所述第二电子激光靶内部采用层叠式安装方式。

11、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述通讯控制板兼容rs232、rs485以及can协议的通讯方式，通过所述通讯控制板上的拨码开关实现通讯方式的切换，在所述通讯控制板中内置通讯电阻。

12、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述导向系统包括电子激光靶安装支架，所述第一电子激光靶和所述第二电子激光靶通过所述电子激光靶安装支架以可调节的方式安装于所述掘进设备。

13、在如前所述的掘进设备测量导向系统中，可选地，所述导向系统具有监控系统，所述监控系统包括主控显示单元，所述主控显示单元以可视的方式显示基于所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器检测到的最强光值以及所述最强光值所处的坐标点获得的纠编信息。

14、为了实现前述目的，本公开的第二方面提供了一种使用如前述第一方面任一项实施例所述的导向系统的掘进设备。

15、在如前所述的掘进设备中，可选地，所述第一激光器设置于所述掘进设备的破碎仓内，所述第一电子激光靶设置于所述掘进设备的后侧机身。

16、本公开提出了一种掘进设备测量导向系统及使用其的掘进设备，可以有效地解决井下靠工人站在掘进工作面端头观察激光变化来进行方向控制所带来的安全隐患和自身健康隐患，和全站仪及陀螺仪相比大大降低了使用的成本，在实现对全断面掘进施工方向数据监控的同时对掘进设备的方向进行自动化控制。

技术特征：

1. 一种掘进设备测量导向系统，其特征在于，所述导向系统包括第一激光器（1）和第一电子激光靶（2），所述第一激光器（1）在纠偏油缸（3）之前设置于所述掘进设备，所述第一电子激光靶（2）在所述纠偏油缸（3）之后设置于所述掘进设备，所述第一激光器（1）向所述第一电子激光靶（2）发射激光束，其中，所述第一电子激光靶（2）包括：

2.如权利要求1所述的导向系统，其特征在于，所述导向系统包括第二激光器（7）和第二电子激光靶（8），所述第二激光器（7）设置于巷道口（9），所述第二电子激光靶（8）面在所述纠偏油缸（3）之后设置于所述掘进设备，所述第二激光器（7）向所述第二电子激光靶（8）发射激光束，其中，所述第二电子激光靶（8）包括：

3.如权利要求2所述的导向系统，其特征在于，所述第一电子激光靶（2）和所述第二电子激光靶（8）串接并输出至主控制板（12），所述第一电子激光靶（2）和所述第二电子激光靶（8）背对地设置在一起，所述主控制板（12）包括通讯控制板（13）和通讯控制口（14）。

4.如权利要求2所述的导向系统，其特征在于，所述第一透光板（4）和所述第二透光板（10）采用pvc材质，所述第一电子激光靶（2）和所述第二电子激光靶（8）采用铝合金外壳。

5.如权利要求3所述的导向系统，其特征在于，所述主控制板（12）和所述第一光敏传感器安装板（5）在所述第一电子激光靶（2）内部采用层叠式安装方式，或者，所述主控制板（12）和所述第二光敏传感器安装板（11）在所述第二电子激光靶（8）内部采用层叠式安装方式。

6.如权利要求3所述的导向系统，其特征在于，所述通讯控制板（13）兼容rs232、rs485以及can协议的通讯方式，通过所述通讯控制板（13）上的拨码开关实现通讯方式的切换，在所述通讯控制板（13）中内置通讯电阻。

7.如权利要求3所述的导向系统，其特征在于，所述导向系统包括电子激光靶安装支架（15），所述第一电子激光靶（2）和所述第二电子激光靶（8）通过所述电子激光靶安装支架（15）以可调节的方式安装于所述掘进设备。

8.如权利要求3所述的导向系统，其特征在于，所述导向系统具有监控系统，所述监控系统包括主控显示单元（16），所述主控显示单元（16）以可视的方式显示基于所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器检测到的最强光值以及所述最强光值所处的坐标点获得的纠编信息。

9.一种使用如前述权利要求1至8中任一项所述的导向系统的掘进设备。

10.如权利要求9所述的掘进设备，其特征在于，所述第一激光器（1）设置于所述掘进设备的破碎仓（17）内，所述第一电子激光靶（2）设置于所述掘进设备的后侧机身。

技术总结
本公开涉及一种掘进设备测量导向系统及使用其的掘进设备。所述掘进设备测量导向系统，包括第一激光器和第一电子激光靶，第一激光器在纠偏油缸之前设置于掘进设备，第一电子激光靶在所述纠偏油缸之后设置于所述掘进设备，第一激光器向所述第一电子激光靶发射激光束，其中，第一电子激光靶包括：采用发散材质的第一透光板，第一透光板面向所述第一激光器；以及位于第一透光板后方的第一光敏传感器安装板，第一光敏传感器安装板设置在第一电子激光靶的内部，在第一光敏传感器安装板上以点阵方式均匀布设有多个光敏传感器。本公开实现了实时监控掘进方向并对掘进设备进行自动纠偏。

技术研发人员：岳亚军,贾朝阳,张涛,秦彦博,韩金库
受保护的技术使用者：中煤科工集团上海有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16