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龍圖騰網(wǎng)恭喜北京龍軟科技股份有限公司申請(qǐng)的專利懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和定位截割的方法和系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114739394B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-30發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210232986.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01C21/16；該發(fā)明授權(quán)懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和定位截割的方法和系統(tǒng)是由毛善君;李鑫超;陳華州;宋春久;朱義宏設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-03-09向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和定位截割的方法和系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和定位截割的方法和系統(tǒng)，涉及煤礦智能開采技術(shù)領(lǐng)域，包括：設(shè)置掘進(jìn)巷道設(shè)計(jì)方位、傾角、斷面參數(shù)，全自動(dòng)陀螺全站儀自動(dòng)找平、尋北，后視搜索巷道導(dǎo)線點(diǎn)棱鏡，計(jì)算設(shè)站點(diǎn)大地坐標(biāo)，前視搜索并跟蹤測(cè)量機(jī)架棱鏡大地坐標(biāo)，基于升降和回轉(zhuǎn)油缸位移值及掘進(jìn)機(jī)物理尺寸實(shí)時(shí)計(jì)算炮頭大地坐標(biāo)，結(jié)合掘進(jìn)巷道設(shè)計(jì)方位、傾角、斷面參數(shù)和截割工藝控制掘進(jìn)機(jī)的升降和回轉(zhuǎn)油缸動(dòng)作，使掘進(jìn)機(jī)按設(shè)定參數(shù)和工藝流程定位截割，并能對(duì)位置和航向動(dòng)態(tài)糾偏。本發(fā)明實(shí)時(shí)計(jì)算截割頭的絕對(duì)大地坐標(biāo)和截割斷面坐標(biāo)系下的相對(duì)坐標(biāo)，保證了絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)的統(tǒng)一，可動(dòng)態(tài)修正和補(bǔ)償懸臂式掘進(jìn)機(jī)工作過程中機(jī)身姿態(tài)變化導(dǎo)致的誤差。

本發(fā)明授權(quán)懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和定位截割的方法和系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和定位截割的方法，其特征在于，所述方法包括：全自動(dòng)陀螺全站儀自動(dòng)找平和尋北，后視搜索并獲取控制點(diǎn)棱鏡的三維大地坐標(biāo)；所述全自動(dòng)陀螺全站儀根據(jù)所述控制點(diǎn)棱鏡的三維大地坐標(biāo)，和所述全自動(dòng)陀螺全站儀到所述控制點(diǎn)棱鏡的傾角、斜距，計(jì)算得到所述全自動(dòng)陀螺全站儀的三維大地坐標(biāo)，其中，所述全自動(dòng)陀螺全站儀的三維大地坐標(biāo)為所述全自動(dòng)陀螺全站儀設(shè)站點(diǎn)的三維大地坐標(biāo)；所述全自動(dòng)陀螺全站儀根據(jù)自身的三維大地坐標(biāo)，以及掘進(jìn)巷道設(shè)計(jì)方位和傾角，前視搜索并跟蹤機(jī)架棱鏡，實(shí)時(shí)測(cè)量得到所述機(jī)架棱鏡的三維大地坐標(biāo)，并將所述機(jī)架棱鏡的三維大地坐標(biāo)發(fā)送給工控機(jī)；所述工控機(jī)根據(jù)所述機(jī)架棱鏡的三維大地坐標(biāo)，以及所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)、第一位移值、第二位移值，運(yùn)算得到所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割頭的三維大地坐標(biāo)，所述第一位移值為回轉(zhuǎn)油缸位移傳感器測(cè)量得到的值，所述第二位移值為升降油缸位移傳感器測(cè)量得到的值；所述工控機(jī)基于所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割頭的三維大地坐標(biāo)，結(jié)合掘進(jìn)巷道設(shè)計(jì)方位、傾角、斷面參數(shù)和截割工藝控制所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的升降油缸、回轉(zhuǎn)油缸動(dòng)作，使所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)按設(shè)定參數(shù)和工藝流程定位截割，并對(duì)所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的位置和航向進(jìn)行動(dòng)態(tài)糾偏；所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)包括：定義回轉(zhuǎn)油缸的零位移長(zhǎng)度值Lh0、回轉(zhuǎn)油缸的水平轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O、回轉(zhuǎn)油缸與機(jī)架的鉸接點(diǎn)P、回轉(zhuǎn)油缸與回轉(zhuǎn)臂的鉸接點(diǎn)Q、在同一直線上懸臂式掘進(jìn)機(jī)的機(jī)架縱向中軸線為AOB、截割臂的縱向中軸線OT、鉸接點(diǎn)P至水平轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lpo、鉸接點(diǎn)Q至水平轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lqo、固定角度值：∠QOT、∠AOP；所述升降油缸位移傳感器與所述工控機(jī)交互，用于測(cè)量升降油缸的位移值；所述回轉(zhuǎn)油缸位移傳感器與所述工控機(jī)交互，用于測(cè)量回轉(zhuǎn)油缸的位移值；其中，所述工控機(jī)根據(jù)所述機(jī)架棱鏡的三維大地坐標(biāo)，以及所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)、第一位移值、第二位移值，計(jì)算得到所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割頭的三維大地坐標(biāo)，包括：所述工控機(jī)根據(jù)所述第一位移值、所述回轉(zhuǎn)油缸的零位移長(zhǎng)度值Lh0，運(yùn)算得到鉸接點(diǎn)P至鉸接點(diǎn)Q的長(zhǎng)度值Lpq＝Lh0+Sh，其中，Sh即所述第一位移值；因三角形POQ的三邊長(zhǎng)度已知，所述工控機(jī)根據(jù)所述鉸接點(diǎn)P至水平轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lpo、所述鉸接點(diǎn)Q至水平轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lqo、所述鉸接點(diǎn)P至鉸接點(diǎn)Q的長(zhǎng)度值Lpq，并結(jié)合余弦定理得到： 則有：∠BOQ＝180-∠POQ-∠AOP，進(jìn)而得到所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的水平回轉(zhuǎn)角度Ah＝∠BOQ-∠QOT，Ah即∠BOT；所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)包括：定義升降油缸的零位移長(zhǎng)度值Lv0、升降油缸的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O、升降油缸與機(jī)架的鉸接點(diǎn)M、升降油缸與截割臂的鉸接點(diǎn)N、固定角度值：∠MOP、∠ONY、鉸接點(diǎn)M至垂直轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lmo、鉸接點(diǎn)N至垂直轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lno、截割臂ON水平時(shí)固定角度值∠MOP；則所述工控機(jī)根據(jù)所述第二位移值、所述升降油缸的零位移長(zhǎng)度值Lv0，運(yùn)算得到鉸接點(diǎn)M至鉸接點(diǎn)N的長(zhǎng)度值Lmn＝Lv0+Sv，其中，Sv即所述第二位移值；因三角形MON的三邊長(zhǎng)度已知，所述工控機(jī)根據(jù)鉸接點(diǎn)M至垂直轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lmo、鉸接點(diǎn)N至垂直轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)O的固定長(zhǎng)度值Lno、所述鉸接點(diǎn)M至鉸接點(diǎn)N的長(zhǎng)度值Lmn，并結(jié)合余弦定理得到： 則得到所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的垂直升降角度Av＝∠MON-∠MOP，Av即∠PON；所述工控機(jī)根據(jù)所述水平回轉(zhuǎn)角度、所述垂直升降角度、所述懸臂式掘進(jìn)機(jī)的參數(shù)、所述機(jī)架棱鏡的三維大地坐標(biāo)，運(yùn)算得到所述截割頭的三維大地坐標(biāo)。

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