基于捷联惯导的采煤机定位定姿技术实验研究

杨 海,李 威,罗成名,范孟豹,应葆华

(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 221116)

基于捷联惯导的采煤机定位定姿技术实验研究

杨 海,李 威,罗成名,范孟豹,应葆华

(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 221116)

针对煤矿井下“三机”自动化中的采煤机定位精度较低的问题,根据采煤机工作环境恶劣、空间封闭、干扰较多的特点,提出了一种基于捷联惯性导航(SINS)的采煤机位姿定位方法。该方法利用捷联惯性导航系统中的三轴加速度计和三轴陀螺仪实时测量采煤机的加速度和角速度信息,并根据四元数捷联惯导位姿解算方法解算出采煤机的实时位置和姿态信息,得到精确的采煤机运动轨迹,实现对采煤机的实时体定位。对定位平台进行仿真和利用综采工作面“三机”实验装置搭建采煤机捷联惯导定位实验平台进行实验,结果表明,采煤机捷联惯导定位系统能够准确跟踪基准轨迹,采煤机沿工作面方向运行20 m,位置姿态跟踪误差分别为0.5 m和0.7°,满足煤矿采煤机定位精度要求,该系统能够实现采煤机的实时精确定位。

采矿机群;采煤机跟踪;捷联惯导;定位定姿;精度分析

煤炭是我国重要的基础能源和原料,以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变,随着国民经济的发展,煤炭的需求量越来越大,伴随的煤矿安全事故也在不断增多。煤炭资源安全高效开发利用技术成为了国内外学者研究的热点领域[1]。最有效的解决方案之一是实现煤矿生产装备机械化及自动化,从而实现井下无人或少人开采,其中对采矿“三机”的信息感知技术是实现采矿“三机”自动化的关键技术。……