【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及錨桿定位，尤其涉及一種煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置和方法。
技術介紹
1、在煤礦井下巷道掘進中，需要通過打設錨桿進行巷道支護。巷道支護效果對煤礦安全有重要影響，在錨桿施工前對其進行準確、快速定位是支護的前提。當前，錨桿定位主要通過人工實現，其基本流程為：工人通過觀察前排錨桿粗略估測預打設錨孔位置；通過操作面板控制鉆臂擺動至指向該坐標點位置；通過觀察前后排錨桿間的金屬網格數量再次確定預打設錨桿位置，并在進給過程不斷微調方向，直至錨桿接觸煤壁。
2、整個定位過程不僅存在明顯誤差，影響巷道的總體支護效果，而且人工操作的時間往往較長，是制約錨桿施工效率提升的關鍵因素。
技術實現思路
1、本專利技術是基于專利技術人對以下事實和問題的發現和認識做出的：錨桿定位中人工參與多、誤差大。本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的實施例提出一種煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，該煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置具有定位精度高、安裝效率高且人工參與少的優點。
2、根據本專利技術實施例的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置包括機架、視覺定位機構和控制機構，所述機架與擺動臂的第一端相連，所述擺動臂的第二端與回轉驅動相連，所述回轉驅動與平臺相連接用以驅動所述擺動臂相對所述平臺轉動，錨桿鉆機與所述機架遠離所述擺動臂的一側相連，所述視覺定位機構包括相機和激光發射器，所述相機布置在所述平臺上并與所述機架間隔預設距離，所
3、根據本專利技術實施例的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置具有定位精度高、安裝效率高且人工參與少的優點。本申請具有以下優勢：本裝置可減少由于目前人工定位而造成的定位誤差，提高錨桿施工前的定位精度，保障巷道支護安全性；本裝置可實現煤礦井下巷道錨桿支護定位的自動化流程，降低工人勞動強度，提高巷道支護效率。
4、在一些實施例中，煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置還包括液壓馬達，所述液壓馬達位于所述擺動臂的第一端并與所述機架傳動相連，所述液壓馬達用以帶動所述機架相對所述擺動臂轉動。
5、在一些實施例中，所述相機布置在所述工控機的頂部。
6、在一些實施例中，煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置還包括校準件，所述校準件向所述巷道頂板發射激光用以提供校準點坐標，所述校準件布置在所述平臺上。
7、根據本專利技術實施例的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，煤礦井下錨桿自主定位及控制方法包括以下步驟：
8、開啟相機獲取實時巷道頂板的圖像，開啟激光發射器向所述巷道頂板發射十字激光，工控機接收所述相機的圖像數據并得出所述巷道頂板上的錨桿的中心坐標和十字激光的中心點坐標；
9、根據十字激光的中心點坐標得出錨桿鉆機的指向，工控機計算錨桿鉆機的實際坐標與錨桿鉆機的期望坐標的差值；
10、工控機向控制器發送命令，控制器控制回轉驅動和液壓馬達帶動錨桿鉆機移動，直至所述實際指向坐標與所述期望坐標重合，完成錨桿自動定位。
11、在一些實施例中，根據所述十字激光的中心點坐標和所述激光發射器與所述錨桿鉆機的指向坐標之間的固定偏差進行人工補償處理得到所述實際坐標。
12、在一些實施例中，根據所述巷道頂板上每個所述已有錨桿的中心點坐標對所有已有錨桿的中心點坐標進行直線擬合，根據已有錨桿與任意相鄰已有錨桿的平均相對距離得出所述期望坐標。
13、在一些實施例中，對所述巷道頂板上的多個已有錨桿進行編號，將同排的所述已有錨桿分到同一組，對每組的所述已有錨桿的錨桿位置和錨桿的中心點坐標進行直線擬合，根據每組的錨桿的平均相對距離得出所述期望坐標。
14、在一些實施例中，對所述相機獲取的實時巷道圖像進行預處理用以提高所述圖像質量。
15、在一些實施例中，所述預處理包括去噪、增強對比度、幾何校正和圖像銳化。
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1.一種煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，還包括液壓馬達，所述液壓馬達位于所述擺動臂的第一端并與所述機架傳動相連，所述液壓馬達用以帶動所述機架相對所述擺動臂轉動。
3.根據權利要求1所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，所述相機布置在所述工控機的頂部。
4.根據權利要求1所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，還包括校準件，所述校準件向所述巷道頂板發射激光用以提供校準點坐標，所述校準件布置在所述平臺上。
5.煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，利用如權利要求1所述煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置進行錨桿定位，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，其特征在于，根據所述十字激光的中心點坐標和所述激光發射器與所述錨桿鉆機的指向坐標之間的固定偏差進行人工補償處理得到所述實際坐標。
7.根據權利要求5所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，其特征在于，根據所述巷道頂板上每個所
8.根據權利要求7所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，其特征在于，對所述巷道頂板上的多個已有錨桿進行編號，將同排的所述已有錨桿分到同一組，對每組的所述已有錨桿的錨桿位置和錨桿的中心點坐標進行直線擬合，根據每組的錨桿的平均相對距離得出所述期望坐標。
9.根據權利要求5所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，其特征在于，對所述相機獲取的實時巷道圖像進行預處理用以提高所述圖像質量。
10.根據權利要求9所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，其特征在于，所述預處理包括去噪、增強對比度、圖像濾波和銳化。
...【技術特征摘要】
1.一種煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，還包括液壓馬達，所述液壓馬達位于所述擺動臂的第一端并與所述機架傳動相連，所述液壓馬達用以帶動所述機架相對所述擺動臂轉動。
3.根據權利要求1所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，所述相機布置在所述工控機的頂部。
4.根據權利要求1所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置，其特征在于，還包括校準件，所述校準件向所述巷道頂板發射激光用以提供校準點坐標，所述校準件布置在所述平臺上。
5.煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，利用如權利要求1所述煤礦井下錨桿自主定位及控制裝置進行錨桿定位，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的煤礦井下錨桿自主定位及控制方法，其特征在于，根據所述十字激光的中心點坐標和所述激光發射器與所述錨桿鉆...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李世林，姜鵬飛，王子越，陳志良，郭吉昌，韋堯中，羅超，張輝，朱凱雄，陳惠元，余挺，
申請(專利權)人：中煤科工天津巖層智控科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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