Способ определения местоположения очистного комбайна

(19) (11) 95 А 1 21 С 3524 ЛОЖЕого комбайна отноой л тоположения очис сительно стоек к начено длделения пи. с" ГОсудАРстВенный кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ Гкнт СССР САНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский горный институт(56) Антипов В.А,и др, Системы исредства автоматизации забойногооборудования. - Киев: Техника,1984, с, 186 - 187.Авторское свидетельство СССРР 1550132, кл, Е 21 С 35/24, 1988,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОНИЯ ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА(57) Изобретение относится к угольной пром-ти и предназначено для автоматизированного определения местоположения очистного комбайна (К)относительно стоек (С) крепи. Цель -повышение точности путем увеличениянадежности идентификации С. Способоснован на идентификации препятствия (П) с завальной стороны К как Скрепи по трем уровням селекции: порасстоянию от К до П, по временипрохождения К мимо П и по расстоянию между П, Для этого непрерывноопределяют скорость и направлениедвижения К, измеряют расстояние отК до П и контролируют время, в течеИзобретение относи ромышпенности и пред втоматизированного о ние которого это расстояние соответствует заданному интервалу. Если это время меньше отношения заданной ширины зоны измерения расстояния от К до С к скорости К, то данное П не учитывается, т.к, его ширина меньше, чем ширина С. Если это время больше указанного отношения, то переходят к идентификации П по третьему уровню селекции. Для этого регистрируют начало и конец первой С, определяют расстояние между началом и концом П и соответственно началом и концом предыдущей С, Если эти расстояния равны или кратны заданному шагу установки С крепи, т.е. расстоянию между С, то начало данного П идентифицируют с началом С, а его конец с концом .С. Если идентифицированы или только начало С, или только конец С, то неопределенную часть С фиксируют соответственно по сумме или разности расстояния, пройденного К от соответственно начала или конца предЫдущей С, и заданной ширине зоны измерения от К до С, При идентификации П как С фиксируют прохождение К участка пути, равного заданному шагу установки секций крепи, Местоположение К определяется как сумма произведений длин фиксированных участков, равных шагу установки секций крепи, на соответствующую им знаковую функцию направления движения К. 1 ил.50 Целью изобретения является повышение точности путем увеличения надежности идентификации стоек крепи.На чертеже приведена функциональ 5ная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ,Сущность способа заключается вфиксации прохождения комбайном препятствий, их идентификации как стоек щкрепи и суммировании участков пути,равных или кратных шагу установкисекций крепи. При этом задают величину шага установки секций крепи и еемаксимальное и минимальное значение, 5задают величину ширины зоны измерения расстояния до препятствия и ееминимальное значение, регистрируютначало и конец первой отсчитываемойстойки крепи и задают максимальное 2 Ои минимальное расстояние от ближнегок забою ряда стоек крепи до комбайна.В процессе работы непрерывно определяют направление и скорость движениякомбайна и измеряют расстояние от 25комбайна до ближайшего препятствияс завальной стороны комбайна, сравнивая измеренное расстояние с заданнымимаксимальным и иинимальиыи значениями. Если это расстояние не большемаксимально заданного и не меньшеминимально заданного, то определяютвремя прохождения комбайна от началапрепятствия до конца препятствия,Если это время не меньше отношения .минимального значения ширины зоны измерения расстояния к скорости комбайна, то определяют расстояние междуначалом стойки предыдущей секции кре"пи и началом препятствия. При этом 4 Оесли это расстояние не больше вели"чин, равных юйн кратных максимальнозаданному значению шага установкисекций крепи, и не меньше, величин,равных или кратных минимально заданному значению шага установки сек-;ций крепи, то начало стойки идентифицируют с началом препятствия.Затем определяют расстояние меж.ду концом стойки предыдущей секциикрепи и концом препятствия. Еслиэто расстояние не больше величин,равных или кратных максимально задан- .ному значению шага установки секцийкрепи, и не меньше величин, равныхили кратных минимально заданному зна 55чению шага установки секций крепи, то,конец стойки идентифицируют с концомпрепятствия. Причем, если идентифицнровано только начало стойки,аконец стойки не идентифицирован, то конец стойки определяют по суммарной величине расстояния,.пройденного комбайном от начала стойки предыдущей секции крепи до начала препятствия, и расстояния, равного заданной ширине зоны измерения препятствия. Если же идентифицирован только конец стойки, а не идентифицировано начало стойки, то начало стойки определяют по зели- чине разности расстояния, пройденного комбайном от конца стойки предыдущей секции крепи до конца препятствия, и расстояния, равного заданной ширине зоны измерения препятствия. При этом фиксируют прохождение комбайном стойки секции крепи и регистрируют перемещение комбайна на расстояние, равное или кратное шагу установки секций крепи. Местоположение комбайна определяется с учетом направления его движенйя, как суммарное количество участков пути, равных шагу установки секций крепи.Измерение расстояния от комбайна до ближайшего препятствия с завальной стороны комбайна и сравнение его с заданными граничными значениями позволяет провести первую селекцию помех, т,е. отсеять все препятствия, находящиеся не,в ряду стоек крепи, а, например, эа стойкой или перед ней. Это увеличивает быстродействие и точность работы системы по способу, Если обнаружено препятствие в ряду стоек, то оно проверяется в дальнейшем на соответствие стойке, а если препятствие обнаружено за рядом стоек, то оно .Не учитывается и проводится дальнейший контроль на обнаружение препятствия по данному признаку.Для того, чтобы удостовериться, действительно ли в ряду стоек обнаружена стойка, а не препятствие мень" щего размера, чем ширина стойки крепи,проводится вторая селекция препятствий по времени прохождения ком байка от начала обнаруженного препятствия до его конца. Если это время не соответствует времени прохождения Минимально заданного значения ширины зоны измерения расстояния до препятствия при определенной к этому моменту скорости комбайна, то считается, что обнаруженное препятствие йе является стойкой и поэтому оно не учитывается, и прово16295 дится дальнейший поиск других препятствий в ряду стоек крепи. Если ширина препятствия не меньше шириныстойки крепи, то проводится дальней 5шая селекция стойки от препятствия.Для этого определяют расстояние между началом стойки предшествующей секции крепи и началом рассматриваемогопрепятствия, а затем - между концом 10стойки предшествующей секции и концомпрепятствия (при его достижении вовремя движения комбайна) . Для обоихслучаев сравнивают каждое из расстояний с технологической постоянной - 15шагом установки секций крепи (с учетом граничных значении), При совпадении делают вывод о том, что рассматриваемое препятствие расположено нарасстоянии, соответствующем постановке очередной стойки секции крепи, и,учитывая точную регистрацию началаи конца первой отсчитываемой стойкии соответствие препятствия стойкекрепи по первым двум уровням селекции, начало препятствия идентифицируется с началом стойки, а конец препятствия - с концом стойки,Возможен вариант, когда стойка крепи "затенена" или к ней с обеих по 30ходу движения комбайна сторон прислонены куски, например, породы. Дляэтой стойки не удается определить начало и конец и, следовательно, отличить ее от помехи. В этом случае только следующая по ходу движения помеха(препятствие) может быть идентифицирована как стойка. Для этого случаясравнение пройденного расстояния необходимо проводить с величинами, кратными граничным значениям шага установ,ки секций крепи,1Возможен также случай, когда с одной какой-либо стороны стойки по ходу .. движения комбайна имеется .препятствие 45(кусок породы и т,п,), В этом случаеудается идентифицировать только начало или только конец стойки по третьему уровню селекции .(по расстоянию отпредыдущей стойки). Поэтому, чтобы 50идентифицировать вторую сторону стойки,необходимо (для конца стойки) просум-мировать определенное расстояние между началом предыдущей стойки и началом идентифицируемой стойки и заданную ширину зоны измерения расстояниядо препятствия, А для начала стойкииз определенного расстояния междуконцом предыдущей стойки и концом 316идентифицируемой стойки вычитают заданную ширину зоны измерения расстояния. Расстояния можно определять,например, через контролируемое времяпрохождения требуемых точек и непрерывно определяемую скорость движениякомбайна,Только полностью идентифицированный конец и начало стойки могут до"стоверно зарегистрировать (зафиксировать) прохождение комбайном стойкикрепи, а не какого-либо препятствия.В зарегистрированный участок междустойкой предшествующей секции крепии зафиксированной стойкой может уложиться одна нли несколько величин шага установки секций крепи, поэтомуи местоположение комбайна определяется, как суммарное количество определенных участков пути, равных шагуустановки секций крепи (с учетом направления движения комбайна),Механизированная крепь и очистнойкомбайн располагаются в выработанномпространстве угольного пласта, ониснабжены аппаратурой, позволяющейим функционировать в автоматизированном режиме, Устройство, реализующеепредлагаемый способ, размещается накомбайне и состоит из дальномераблока 2 согласования дальномера 1с микроЭВМ 3, блока 4 контроля направления движения и скорости комбайна, блока 5 согласования блока 4контроля направления и скорости смикроЭВМ 3 .и пульта 6 управления.Место крепления дальномера 1 на комбайне является контрольной точкой припроведении измерений,Способ реализуют следующим образом,Перед началом работы, когда очистной комбайн расположен, например,возле одного из штреков, через пультб управления вводят в микроЭВМ поло-жение относительно контрольной точки на комбайне начала и конца первой (в данном случае крайней) отсчитываемой стойки крепи. Затем, еслираньше не были введены, через пульт6 задают все константы, соответствующие конкретному технологическомупроцессу: величину шага .установкисекций крепи и ее максимальное и минимальное значения, величину шириныэоны измерения расстояния и ее минимальное значение, максимальное и минимальное расстояния от ближнего ктем проводится идентификация начала стойки по соответствию вычисленного расстояния граничным значениям шага установки секций крепи. Аналогичным образом проводится затем идентификация конца стойки, Если это действительно стойка и ни с какой ее стороны не примыкает никаких посторонних предметов, то Фиксируется прохождение контрольной точкой стойки крепи.Если есть посторонние предметы, то жкроЭВМ 3 проводит суммирование или вычитание параметров расстояния (начало - начало или конец - конец) с 5величиной заданной ширины зоны измерения.Таким образом, определяется "затененная" помехой сторона стойки крепи и идентифицируется либо начало, либо конец стойки крепи и полностью Фиксируется стойка крепи, На этом участке укладывается определенное количество интервалов, равное или 25 кратное шагу установки секций крепи.Просуммировав количество таких уже определенных участков, равных шагу установки секций крепи, можно определить местоположение комбайна относительно механизированной крепи и при этом комбайн находится точно возле зафиксированной стойки секции крени. 71629531 забою ряда стоек крепи до контрольной точки.После начала движения комбайна дальномер 1, установленный на комбай- не, постоянно измеряет расстояние между контрольной точкой и ближайшим появляющимся препятствием с завальной стороны комбайна. Одновременно блок 4 контроля направления движения и скорости комбайна определяет направление и скорость непрерывного (без учета остановок) движения комбайна, Дальномер 1 и блок 4 передают результаты своих измерений микроЭВМ 3 через блоки 2 и 5. В микроЭВМ 3 постоянно работает таймер и когда от дальномера 1 поступает сигнал о препятствии, микроЭВМ 3 обрабатывает такие сигналы и рассчитывает расстояние от контрольной точки до препятствия, сравнивает полученный результат с заданными максимальным и минимальным значениями. При соответствии полученного расстояния этим граничным значениям микроЭВМ 3 принимается решение о дальнейшем сравнении, так как препятствие оказалось в ряду стоек. Б противном случае вычисления заканчиваются и возобновляются вновь для следующего препятствия. Так как таймер в микроЭВМ 3 работает постоянно, то время прохождения контрольной точки мимо препятствия определяется через сигналы от35 дальномера 1. Если рассматриваемое препятствие оказывается стойкой, то время не меньше отношения минимального значения ширины зоны измерения расстояния до препятствия к скорости комбайна, а если время оказывается меньше то это препятствие не является стойкой, а просто помеха диамет" ра меньшего, чем стойка крепи. В та ком случае препятствие дальше не 45 рассматривается, а микроЭВМ 3 начинает обрабатывать следующее препятствие. Если помеха оказывается больше диаметра стойки, то ее обработка проводится по третьему уровню селекциин м50 (но расстоянию от предыдущеи стоики).Одновременно с обработкой препятствия по второму уровню селекции, те, по времени прохождения мимо него, благодаря сигналам от дальномера 1 и от блока ч микроЭВМ 3 вычис" ляет расстояние между началом стойки предыдущей секции крепи и началом рассматриваемого препятствия, а заформула изобретенияСпособ определения местоположения очистного комбайна, включающий определение скорости и направления движения комбайна, задание шага установки секций крепи, максимально и минимально возможных расстояний от завального борта комбайна до забойного ряда стоек крепи и ширины зоны изме" рений этого расстояния, непрерывное измерение расстояния от завального борта комбайна до ближайшего препятствия, сравнение измеренной величины с заданными и контроль времени прохождения комбайна от начала препятствия до его конца, идентификацию препятствия как стойки крепи при соответствии времени прохождения допустимому интервалу, фиксацию прохождения комбайном участка пути, равного шагу установки секций крепи, и определение местоположения комбайна как суммы произведений длин Фиксированных участков, равных шагу устааказ 42 нисное иям при ГКНТ СССР 5 Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4 В арина, 10 Производственно-издательский комбинат "Патент Ужгород,новки секций крепи, на соответствующую им знаковую функцию направления движения комбайна, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения надежности идентификации стоек крепи,задают интервал возможных измененийвеличины шага установки секций крепи, регистрируют начало и конец пер,вой отсчитываемой стойки крепи и,если время прохождения комбайном препятствия не меньше отношения ширинызоны изменения на минимально возможном расстоянии от комбайна до забойного ряда стоек и скорости комбайна, то определяют расстояние между.началом стойки предыдущей секции крепи и началом препятствия, если эторасстояние не больше максимальнойзаданной величины шага установки секции крепи нли значений, кратных этойвеличине, и не меньше минимальнойзаданной величины шага установкисекций крепи или значений, кратных 25этой величине, то начало стойки идентифицируют. с началом препятствия,затем определяют расстояние. между концом стойки предыдущей секции крепи и концом препятствия, если эторасстояние не больше максимальнойзаданной величины шага установкисекций крепи или значений, кратныхэтой величине, и не меньше минимальной заданной величины шага установкисекций крепи или значений, кратныхэтой величине, то конец стойки идентифицируют с концом препятствия,причем, если идентифицировано тольконачало стойки, а конец стойки неидентифицирован, то конец стойки определяют по суммарной величине расстояния, пройденного комбайном отначала стойки предыдущей секции крепи до начала препятствия, и расстояния, равного заданной ширине зоныизмерения расстояния, а если идентифицирован только конец стойки и неидентифицировано начало стойки, тоначало стойки определяют по величинеразности расстояния, пройденного .комбайном от конца стойки предыдущейсекции крепи до конца препятствия,и расстояния, равного заданной ширине зоны измерения расстояния,