一种连采机运动纠偏方法和系统

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，具体涉及一种连采机运动纠偏方法和系统。

背景技术

连采机割煤采煤过程中，由于操作步骤是逐步进行的，需要先升起截割滚筒，然后向前牵引，接着让滚筒下降割煤采煤，割到底后再向后退拉底，然后重复以上步骤。由于工作面较远且不是连续行走，操作人员依靠经验和一些简单的参照物来操作连采机，很难准确判断割煤采煤的路线是否平直。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种连采机运动纠偏方法和系统，以解决相关技术中难以准确判断采煤路线是否平直的问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种连采机运动纠偏方法，包括：

获取连采机的起始位置信息和终点位置信息，计算连采机的标准运动路线；

根据所述标准运动路线和预设误差值，计算连采机的目标运动区间；

根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式，使连采机回到所述标准运动路线上。

优选地，所述计算连采机的标准运动路线的方法包括：

连接连采机的起始位置和终点位置，得到连采机的标准运动路线；

根据预设等分距离，将所述标准运动路线等分，获取等分点位置信息数组，所述等分点位置信息数组用于表示所述标准运动路线。

优选地，所述计算连采机的目标运动区间的方法包括：

计算所述预设误差值的经度分量和纬度分量；

根据所述经度分量、纬度分量和等分点位置信息数组，计算左运动边界和右运动边界，所述左运动边界和右运动边界之间的区域为连采机的目标运动区间。

优选地，所述根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式具体为：

若连采机的实际位置超出目标运动区间边界的偏离值小于等于预设偏离阈值，则采用第一纠偏模式，在一次采煤过程中即可完成纠偏；

若连采机的实际位置超出目标运动区间边界的偏离值大于预设偏离阈值，则采用第二纠偏模式，经过多次采煤过程完成纠偏。

优选地，所述第一纠偏模式包括：

若连采机的当前位置超出左运动边界，则控制连采机向右转，直至连采机回到所述标准运动路线上，连采机保持正向前进；

和/或，若连采机的当前位置超出右运动边界，则控制连采机向左转，直至连采机回到所述标准运动路线上，连采机保持正向前进。

优选地，所述第二纠偏模式包括：

待当前采煤过程结束后，获取实际运动路线；

以所述实际运动路线作为参照线，计算下一次采煤过程中连采机的纠偏路线。

优选地，所述计算下一次采煤过程中连采机的纠偏路线的方法包括：

根据所述参照线，计算纠偏次数；

根据纠偏次数，计算所述参照线上每个点在单次采煤中的纠偏距离；

根据所述纠偏距离，计算所述参照线上的点在经过一次采煤后的对应位置，将所有对应位置连线，得到下一次采煤过程的纠偏路线。

优选地，所述计算纠偏次数的方法包括：

获取所述参照线上距离煤田最远的点，并计算所述距离煤田最远的点与所述标准运动路线的垂直距离；

根据所述垂直距离和预设纠偏距离，计算得到纠偏次数。

优选地，所述方法还包括：

每完成一次采煤过程，重新计算下一次采煤过程的纠偏路线；

直至所述纠偏路线与标准运动路线重合，控制第二纠偏模式结束。

根据本发明的第二方面，提供了一种连采机运动纠偏系统，包括：

上述连采机运动纠偏方法。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过获取连采机的起始位置信息和终点位置信息，计算连采机的标准运动路线，根据所述标准运动路线和预设误差值，计算连采机的目标运动区间，根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式，使连采机回到所述标准运动路线上，能够有效检测连采机的运动路线是否偏出目标运动区间，并控制连采机沿着平直的路线进行采煤。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种连采机运动纠偏方法的流程图；

图2是根据另一示例性实施例示出的一种标准运动路线和目标运动区间的的示意图；

图3是根据另一示例性实施例示出的一种实际运动路线的示意图；

图4是根据另一示例性实施例示出的一种连采机运动路线纠偏过程的示意图；

图5是根据另一示例性实施例示出的一种连采机运动纠偏系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

图1是根据一示例性实施例示出的一种连采机运动纠偏方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S11、获取连采机的起始位置信息和终点位置信息，计算连采机的标准运动路线1；

步骤S12、根据所述标准运动路线1和预设误差值，计算连采机的目标运动区间；

步骤S13、根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式，使连采机回到所述标准运动路线1上。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过获取连采机的起始位置信息和终点位置信息，计算连采机的标准运动路线1，根据所述标准运动路线1和预设误差值，计算连采机的目标运动区间，根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式，使连采机回到所述标准运动路线1上，能够有效检测连采机的运动路线是否偏出目标运动区间，并控制连采机沿着平直的路线进行采煤。

在具体实践中，所述计算连采机的标准运动路线1的方法包括：

连接连采机的起始位置和终点位置，得到连采机的标准运动路线1；

根据预设等分距离，将所述标准运动路线1等分，获取等分点位置信息数组，所述等分点位置信息数组用于表示所述标准运动路线1。

需要说明的是，所述预设等分距离为经验值或根据实际工作需求设定，如：设置预设等分距离为200mm。

需要说明的是，连采机的标准运动路线1的计算过程具体如下：

设起点的经纬度为[x

地球表面上同一经线圈上纬度相差1°时，两点在经线圈上的距离d

d

其中R为地球半径；

地球表面上同一纬度圈上经度相差1°时，两点在纬线圈上的距离d

d

上面公式中的x为纬度圈的纬度值；

得到了上述的d

根据公式

根据公式

根据等分点个数N，计算得到每个等分点的位置信息，并按照如下数据类型格式存储等分点位置信息(位置信息包括坐标，经度，纬度，高度)：

Coordinate:STRUCT(*坐标*)

Longitude:DINT；(*经度*)

Latitude:DINT；(*纬度*)

Height:DINT；(*高度*)

END_STRUCT；

经过上述计算得到等分点位置信息数组，该数组中元素个数为N，数组元素的下标为i(取值范围为1-N)，数组中每一个元素的经度，保存的是

Path01:ARRAY[1..100]OF Coordinate；(*规划路线01*)

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，连接连采机的起始位置和终点位置，能够得到连采机的标准运动路线1，再根据预设等分距离，将所述标准运动路线1等分，获取等分点位置信息数组，所述等分点位置信息数组能够表示所述标准运动路线1，便于后续运算。

在具体实践中，所述计算连采机的目标运动区间的方法包括：

计算所述预设误差值的经度分量和纬度分量；

根据所述经度分量、纬度分量和等分点位置信息数组，计算左运动边界2和右运动边界3，所述左运动边界2和右运动边界3之间的区域为连采机的目标运动区间。

需要说明的是，所述预设误差值为经验值或者根据实际工作需求设置，如：设置预设误差值为20cm。

计算左运动边界2和右运动边界3的方法具体如下：

计算预设误差值O在的经度分量和纬度分量，如下式：

O

O

其中，O

根据O

Path02:ARRAY[1..100]OF Coordinate；(*规划路线02，左边的范围*)

Path03:ARRAY[1..100]OF Coordinate；(*规划路线03，右边的范围*)

分别计算左运动边界2和右运动边界3的数据，具体代码如下：

FOR i:＝1TO 100BY 1DO

Path02[i].Longitude:＝Path01[i].Longitude-Ox；

Path02[i].Latitude:＝Path01[i].Latitude-Oy；

Path02[i].Height:＝Path01[i].Height；

Path03[i].Longitude:＝Path01[i].Longitude+Ox；

Path03[i].Latitude:＝Path01[i].Latitude+Oy；

Path03[i].Height:＝Path01[i].Height；

END_FOR；

其中Path01为标准运动路线1的位置信息数组、Path02为左运动边界2位置信息数组、Path03为右运动边界3的位置信息数组、Path02[i].Longitude为左运动边界点的经度值，Path02[i].Latitude为左运动边界点的纬度值、Path02[i].Height为左运动边界点的高度值，Path03[i].Longitude为右运动边界点的经度值、Path03[i].Latitude为右运动边界点的纬度值、Path03[i].Height为右运动边界点的高度值，最终得到的标准运动路线1和目标运动区间如图2所示。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，计算所述预设误差值的经度分量和纬度分量，并根据所述经度分量、纬度分量和等分点位置信息数组，计算左运动边界2和右运动边界3，得到了连采机的目标运动区间，能够准确判断连采机是否偏离路线，进而对连采机路线进行调整。

在具体实践中，所述根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式具体为：

若连采机的实际位置超出目标运动区间边界的偏离值小于等于预设偏离阈值，则采用第一纠偏模式，在一次采煤过程中即可完成纠偏；

若连采机的实际位置超出目标运动区间边界的偏离值大于预设偏离阈值，则采用第二纠偏模式，经过多次采煤过程完成纠偏。

需要说明的是，连采机从起点到终点视为一次采煤过程，再从终点回到起点，又视为一次采煤过程，也就是一次来回包含两次采煤过程。

需要说明的是，所述预设偏离阈值为经验值或根据实际工作需求设定，如：设置预设偏离阈值为20cm，当连采机的实际位置距离最近的目标运动边界的偏离值大于20cm时，采用第二纠偏模式；当连采机的实际位置距离最近的目标运动边界的偏离值小于等于20cm时，采用第一纠偏模式。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，根据连采机的实际位置和目标运动边界的偏离值是否大于预设偏离阈值，分别采用对应的纠偏模式调整连采机的运动路线，使连采机能够按照平直的运动路线进行采煤。

在具体实践中，所述第一纠偏模式包括：

若连采机的当前位置超出左运动边界2，则控制连采机向右转，直至连采机回到所述标准运动路线1上，连采机保持正向前进；

和/或，若连采机的当前位置超出右运动边界3，则控制连采机向左转，直至连采机回到所述标准运动路线1上，连采机保持正向前进。

需要说明的是，所述控制连采机的运动方向是通过控制连采机的履带实现的，以连采机当前位置超出右运动边界3，控制连采机向左转为例，具体操作方式如下：

控制连采机的左履带81前进的速度小于右履带82的前进速度，能够使连采机缓慢地向左转；

控制连采机的左履带81不动或向后，控制连采机的右履带82向前，能够使连采机快速向左转；

总而言之，通过在两个履带之间设置速度差，即能够实现连采机运动方向的调整。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，根据连采机的当前位置超出左运动边界2或右运动边界3，调整连采机的运动方向，能够使连采机最终沿着平直路线进行采煤。

在具体实践中，所述第二纠偏模式包括：

待当前采煤过程结束后，获取实际运动路线；

以所述实际运动路线作为参照线，计算下一次采煤过程中连采机的纠偏路线。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，以当前采煤过程中的实际运动路线作为参照线，计算下一次采煤过程中连采机的纠偏路线，能够逐步实现连采机运动路线的纠偏，使连采机最终沿着平直方向进行采煤。

在具体实践中，所述计算下一次采煤过程中连采机的纠偏路线的方法包括：

根据所述参照线，计算纠偏次数；

根据纠偏次数，计算所述参照线上每个点在单次采煤中的纠偏距离；

根据所述纠偏距离，计算所述参照线上的点在经过一次采煤后的对应位置，将所有对应位置连线，得到下一次采煤过程的纠偏路线。

在具体实践中，所述计算纠偏次数的方法包括：

获取所述参照线上距离煤田最远的点，并计算所述距离煤田最远的点与所述标准运动路线1的垂直距离；

根据所述垂直距离和预设纠偏距离，计算得到纠偏次数。

需要说明的是，所述预设纠偏距离过大会导致连采机的某些运动位置采不到煤矿，所述预设纠偏距离过小会导致连采机路线的调整过慢，因此所述预设纠偏距离根据实际工作需求设置，如：设置预设纠偏距离为20cm。

如图3所示，P

将得到的M向上取整，并计算P

根据上面公式可知R

根据滚筒宽度w计算下一次采煤过程的纠偏路线，其中参照线上的P

O

O

总结起来就是，参照线上P

参照线上P

根据上述规则计算参照线上的所有点对应的纠偏位置，并将所有纠偏位置进行连线，得到下一次采煤过程中纠偏路线。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，根据所述参照线，计算纠偏次数，根据所述纠偏次数，计算所述参照线上每个点在单次采煤中的纠偏距离，根据所述纠偏距离，计算所述参照线上的点在经过一次采煤后的对应位置，将所有对应位置连线，得到下一次采煤过程的纠偏路线，从而能够在下一次的采煤过程中实现连采机路线的部分纠偏，经过多次纠偏后，使连采机沿着平直路线进行采煤。

在具体实践中，所述方法还包括：

每完成一次采煤过程，重新计算下一次采煤过程的纠偏路线；

直至所述纠偏路线与标准运动路线1重合，控制第二纠偏模式结束。

如图4所示，经过多轮采煤过程的纠偏，最终连采机的实际运动路线将与标准运动路线1相同。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过在每一次采煤过程完成后，重新计算下一次采煤过程的纠偏路线，直至所述纠偏路线与标准运动路线1重合，控制第二纠偏模式结束，能够使连采机最终沿着平直的路线进行采煤。

实施例二

图5是根据一示例性实施例示出的一种连采机运动纠偏系统的结构示意图，如图5所示，该系统包括：

上述连采机运动纠偏方法。

需要说明的是，所述连采机运动纠偏系统设有导航装置4，所述导航装置4用于实时检测连采机的位置信息，并将所述位置信息传输至控制器5进行分析计算，控制器5根据所述第一纠偏模式和第二纠偏模式，改变变频器的功率，调整对应牵引电机的转速和转向，进而控制对应履带的运动速度和方向，最终实现连采机运动方向的调整。

如图4所示，控制器5可以分别向左变频器61和右变频器62发送控制信号，其中左变频器61的功率改变后，左牵引电机71的转速和转向被改变，左履带81的运动方向和速度被改变；右变频器62的功率改变后，右牵引电机72的转速和转向被改变，右履带82的运动方向和速度被改变，最终左履带81和右履带82之间形成速度差，从而实现连采机运动方向的调整。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过获取连采机的起始位置信息和终点位置信息，计算连采机的标准运动路线1，根据所述标准运动路线1和预设误差值，计算连采机的目标运动区间，根据连采机的实际位置超出所述目标运动区间边界的偏离值，采用不同纠偏模式，使连采机回到所述标准运动路线1上，能够有效检测连采机的运动路线是否偏出目标运动区间，并控制连采机沿着平直的路线进行采煤。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。