悬臂式掘进机可视化辅助截割系统的设计与验证

张凤霞

（山西中招招标代理有限公司，山西 太原 030053）

引言

我国目前部分煤矿的掘进工作还是以人工作业为主，掘进效率难以得到提高。在掘进机作业时会产生较大浓度的粉尘，导致工作环境光线昏暗，司机的视野因为受到限制难以对截割头的具体位置作出精准判断，极易造成欠挖、超挖等施工问题，无法保证成型巷道的作业质量。而一种悬臂式掘进机可视化辅助截割系统，可引导操作人员进行可视化作业。该系统的设计采用了视觉非接触测量应用技术，使截割头的定位难题得以解决，同时采用了捷联式惯导系统帮助传感器精准定位、对机身的位姿进行准确感知。

1 辅助可视化截割应用系统总体设计方案

悬臂式掘进机可视化辅助截割系统总体设计方案，具体可分为工作面的建模，规划轨迹模块、采集数据信息及处理应用模块、解算数据模块、传感器及显示图像模块和存储模块的设置。

1）掘进机的建模与规划轨迹模块用于搭建掘进施工的数学运算模型，把巷道的断面种类、走向、尺寸、截割技术等列入模型参数，再通过输入显示器操作界面的掘进机相关参数，即可完成掘进机截割需要规划的轨迹，自动生成截割作业路径，创建起截割头的补偿截割数学运算模型，结合截割头的尺寸、机身的位姿、截割点的有效变化、巷道的边界限制、截割运行轨迹补偿等，完成截割头移动的真实轨迹的规划，避免巷道产生超挖或欠挖[1]。……