采煤机跟踪控制系统和采煤机跟踪控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种采煤机跟踪控制系统和采煤机跟踪控制方法，采煤机跟踪控制系统包括：地下控制站；无人机，用于跟踪采煤机，并与地下控制站进行无线通信，以将采煤机的状态信息转发给地下控制站，以及将地下控制站控制采煤机的控制指令转发给采煤机；地面控制中心，用于与地下控制站进行通信，以获取采煤机的状态信息，并向地下控制站下发控制采煤机的控制指令；其中，采煤机和无人机之间为无线通信，地下控制站和无人机之间为无线通信。本申请中的采煤机跟踪控制系统，实现了煤矿采掘作业中地下设备间的，在不需要铺设长距离的网线节约通信成本的同时，还保证了通信效果，避免了采用光缆通信距离过长会造成信号衰减的问题。光缆通信距离过长会造成信号衰减的问题。光缆通信距离过长会造成信号衰减的问题。

【技术实现步骤摘要】
采煤机跟踪控制系统和采煤机跟踪控制方法


[0001]本专利技术涉及采煤机领域，具体而言，涉及一种采煤机跟踪控制系统和采煤机跟踪控制方法。

技术介绍

[0002]采煤机是煤矿采掘作业中不可或缺的设备。由于地下环境复杂，很难与地面进行通讯，目前采煤机大多以工作人员现场操作为主。根据国家对采煤作业智能化、无人化的要求，建立起井下与井上的无人通讯必不可少。当前井下设备与井上控制站之间的通讯主要采用铺设有线光缆的方式，线缆随设备运行，连接至矿下中转站，由中转站通过网线将信号传输至地面。然而采用铺设光纤线缆进行信号传输的方式，存在如下缺陷：第一，由于采煤面现场设备较多，环境复杂，光缆易受到挤压导致变形，从而造成通讯中断，且故障不易排查；第二，光缆距离过长易造成信号衰减，影响通讯效果；第三，线缆的采购、铺设、收放和维护价格较高，不利于控制成本。
[0003]因此，如何提出一种可以实现井下设备间的无线通信，无需铺设光缆的方案成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提出了一种采煤机跟踪控制系统。
[0005]本专利技术的第二方面还提出了一种采煤机跟踪控制方法。
[0006]有鉴于此，本专利技术第一方面提出了一种采煤机跟踪控制系统，包括：地下控制站；无人机，用于跟踪采煤机，并与地下控制站进行无线通信，以将采煤机的状态信息转发给地下控制站，以及将地下控制站控制采煤机的控制指令转发给采煤机；地面控制中心，用于与地下控制站进行通信，以获取采煤机的状态信息，并向地下控制站下发控制采煤机的控制指令；其中，采煤机和无人机之间为无线通信，地下控制站和无人机之间为无线通信。
[0007]根据本专利技术提供的采煤机跟踪控制系统，包括地下控制站、无人机和地面控制中心。具体而言，采煤机和无人机之间、无人机与地下控制站之间是通过无线通信来传输信息的，在采煤机跟踪控制系统工作过程中，无人机对采煤机进行跟踪，并接收采煤机发来的采煤机的状态信息，进而无人机将接收的采煤机的状态信息转发给地下控制站，地下控制站又将接收到的采煤机状态信息发送给地面控制中心，地面控制中心根据采煤机的状态信息来下达用于控制采煤机的控制指令，进而地下控制站接收地面控制中心发来的控制指令并将其无线转发给无人机，无人机又将接收到的控制指令转发给采煤机，以此实现了地面控制中心对采煤机进行监测和控制。该种方案，地下控制站、无人机与采煤机之间的无线通信，实现了煤矿采掘作业中地下设备间的无线通信，以及实现了将采煤机的运行状态实时转发并上传到地面控制中心，不再需要像现有技术中一样，依靠铺设大量的线缆来进行通信，因此，就不会发生设备运行时通讯线缆被挤压、拉扯导致信号中断的问题，本申请中的采煤机跟踪控制系统，在不需要铺设长距离的网线节约了通信成本的同时，还保证了通信
效果，避免了采用光缆通信距离过长会造成信号衰减的问题。
[0008]另外，本专利技术提供的上述技术方案中的采煤机跟踪控制系统还可以具有如下附加技术特征：
[0009]在上述技术方案中，地面控制中心与地下控制站通过有线网络进行通信。
[0010]在该技术方案中，通过有线网络建立起地面控制中心与地下控制站之间的通信，更加便捷，由于地面与地下的通信没有各类设备的干扰，因此不存在通信线缆受挤压和拉扯的问题，相对更加稳定，因此采用有线网络连接不会影响通信效果，也使得地下控制站与地面控制中心之间的通信更加稳定。
[0011]其中，有线网络为以太网，以太网是一种计算机局域网技术。IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers电气与电子工程师协会)组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层的内容。
[0012]在上述技术方案中，无人机上设置有第一定位装置，采煤机上设置有第二定位装置，无人机上还设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置能够与采煤机无线通信，以获取采煤机的位置，跟踪控制装置能够根据采煤机的位置和第一定位装置定位出的位置控制无人机的工作，以对采煤机进行定位跟踪。
[0013]在该技术方案中，无人机通过设置第一定位装置来获取自身位置，采煤机通过第二定位装置来获取自身位置并将采煤机的位置信息无线传输给无人机，无人机的跟踪控制装置根据采煤机的位置信息和通过第一定位装置获取的自身位置信息，来控制无人机移动，以对采煤机进行定位跟踪。通过采煤机和无人机之间的无线通信，将采煤机的位置信息无线传输给无人机，无人机根据自身位置和采煤机位置进行移动、跟踪采煤机，实现了无人机对采煤机实时的定位跟踪，保证了无人机定位跟踪采煤机的可靠性，进而提高了采煤机跟踪控制系统的可靠性。
[0014]进一步地，无人机能够同步跟踪采煤机。
[0015]在上述技术方案中，无人机上还安装有避障装置。
[0016]在该技术方案中，通过在无人机上安装避障装置，使得无人机在飞行过程中可以自动躲避障碍物，避免了碰撞的发生，进而避免了无人机因碰撞发生损坏，以及造成经济损失，提高了整个采煤机跟踪控制系统的稳定性。
[0017]在上述任一技术方案中，避障装置包括红外光栅定位装置、超声波定位装置、激光定位装置、雷达定位装置中的至少一种。
[0018]在该技术方案中，采用红外光栅定位装置、超声波定位装置、激光定位装置、雷达定位装置中的至少一种作为避障装置。红外光栅定位通过发射器发出红外光束，当有物体遮挡相邻的两束红外光达到预设时长时判定有障碍物。超声波定位是利用发射器发出超声波，接收器接收超声波，通过二者的时间差计算距离。激光定位是通过发出激光束与接收到激光束的时间差来计算距离。雷达定位是通过发出电磁波与接收到返回的电磁波的时间差来计算距离。通过上述定位装置可以使得无人机在飞行过程中自动躲避障碍物，避免了碰撞的发生，进而避免了无人机因碰撞发生损坏，以及造成经济损失，提高了整个采煤机跟踪控制系统的稳定性。
[0019]在上述任一技术方案中，无人机上还设置有图像采集装置，图像采集装置用于采集采煤机的工况图像及采煤机周围的环境图像。
[0020]在该技术方案中，无人机上设置有图像采集装置，图像采集装置用来采集采煤机以及采煤机周围环境的图像。本方案通过图像采集装置对采煤机和采煤机周围环境图像进行采集，可以使工作人员对采煤机实时的工作状态有更加具象的了解，方便工作人员可以根据采煤机的图像或者周围环境的图像对地下此时的状态进行了解、判断。
[0021]在上述任一技术方案中，对应每一采煤机设置有一台或多台无人机；对应每一采煤机设置有多台无人机时，多台无人机相互间隔地设置在采煤机和地下控制站之间，且多台无人机之间相互串联通信。
[0022]在该技术方案中，每台采煤机对应的无人机为一台或多台。当地下控制站距离采煤机较近时，可只设置一台无人机。但距离较远时，可在采煤机和地下控制站之间设置多台无人机来转发信号，以此保证转发信号的通信效果，避免因距离较远而导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机跟踪控制系统，其特征在于，包括：地下控制站(2)；无人机(3)，用于跟踪采煤机(1)，并与所述地下控制站(2)进行无线通信，以将所述采煤机(1)的状态信息转发给所述地下控制站(2)，以及将所述地下控制站(2)控制所述采煤机(1)的控制指令转发给所述采煤机(1)；地面控制中心(4)，用于与所述地下控制站(2)进行通信，以获取所述采煤机(1)的状态信息，并向所述地下控制站(2)下发控制所述采煤机(1)的控制指令；其中，所述采煤机(1)和所述无人机(3)之间为无线通信，所述地下控制站(2)和所述无人机(3)之间为无线通信。2.根据权利要求1所述的采煤机跟踪控制系统，其特征在于，所述地面控制中心(4)与所述地下控制站(2)通过有线网络进行通信。3.根据权利要求1所述的采煤机跟踪控制系统，其特征在于，所述无人机(3)上设置有第一定位装置(304)，所述采煤机(1)上设置有第二定位装置，所述无人机(3)上还设置有跟踪控制装置，所述跟踪控制装置能够与所述采煤机(1)无线通信，以获取所述采煤机(1)的位置，所述跟踪控制装置能够根据所述采煤机(1)的位置和所述第一定位装置(304)定位出的位置控制所述无人机(3)的工作，以对所述采煤机(1)进行定位跟踪。4.根据权利要求3所述的采煤机跟踪控制系统，其特征在于，所述无人机(3)上还安装有避障装置(306)。5.根据权利要求1所述的采煤机跟踪控制系统，其特征在于，所述无人机(3)上还设置有图像采集装置(308)，所述图像采集装置(308)用于采集采煤机(1)的工况图像及所述采煤机(1)周围的环境图像。6.根据权利要求1所述的采煤机跟踪控制系统，其特征在于，对应每一所述采煤机(1)设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯喆，樊后世，李铁，
申请(专利权)人：三一重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：