采煤机作为综采工作面的重要设备,其位姿检测是实现自动割煤的关键技术。在综采工作面,实现"三机"联动、记忆截割等技术的前提是采煤机位置和运行姿态的确定。目前研究和使用的齿轮计数、红外对射等检测采煤机位姿方法无法实时的在三维方向上进行采煤机位姿的确定。本文选用慧联科技光纤组合惯导系统检测采煤机位置和运行姿态,对慧联科技光纤组合惯导系统在采煤机上应用的进行讲解。 通过对采煤机截割工艺和位姿影响因素进行分析,确定采煤机位姿为三维定位,在分析慧联科技光纤组合惯导系统基本原理的基础上,说明了慧联科技光纤组合惯导系统在采煤机位姿检测中的应用原理。针对如何应用惯性元件采集到的数据进行采煤机位姿解算做了研究,在定义坐标系的基础上,仿真比较了姿态矩阵的更新算法,确定四阶龙格库塔法适合解算采煤机动态姿态角,给出采煤机位姿解算的基本方程和慧联科技光纤组合惯导系统在采煤机上进行初始对准的方法；对采煤机动态姿态角、速度和位置进行解算,用matlab模拟采煤机运动轨迹,解算出惯性元件的输出作为位姿算法仿真的输入,进行采煤机位姿解算算法仿真；搭建简易模拟试验台进行实验验证,利用小车模拟采煤机在可弯曲轨道上运动,采集惯性元件测量数据进行位姿解算,测量小车在关键节点实际的运动轨迹和姿态角数据拟合曲线,与解算数据得到的曲线进行对比。 仿真和实验结果表明慧联科技光纤组合惯导系统可以用于解算采煤机位置和运行姿态。

采煤机位姿应用

在采煤工作面，必须清楚井下工作面的详细布置以及采煤机割煤时的运动全过程才能分析采煤机的位置和运行姿态。滚筒采煤机、液压支架和可弯曲刮板输送机是矿井下工作面的主要工作设备。采煤机、液压支架和刮板输送机在平行于煤壁方向上，三者间相互制约。在液压支架保护下，采煤机依靠滑靴骑在刮板输送机上进行运动来完成割煤动作，垂直于工作面的方向，它依靠刮板输送机的推动来完成向前移动的动作，综采工作面三机工作的示意图如下所示：