【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤礦井下巷道掘進截割系統械，具體涉及一種智能快速掘進截割系統及截割進刀方法。
技術介紹
1、掘進機是一種常用的設備，掘進機是一種用于開鑿地下隧道、巷道等工程的大型機械設備，掘進機能夠在地下進行破巖、裝載、運輸等作業，將巖石或土壤破碎并輸送出來，同時不斷向前推進，形成所需的通道，掘進機具有機械化程度高、掘進速度快、施工質量好、安全性高等優點，廣泛應用于礦山開采、隧道建設、水利工程等領域。
2、傳統懸臂式掘進截割系統由司機操作設備進行斷面截割成形，依靠截割臂的擺動與截割頭的轉動來實現巷道煤巖的截割，其截割工藝繁瑣復雜，耗時長，綜掘平均月進尺僅180m，每個綜采面平均月消耗巷道超過600m，全國煤礦掘進隊與綜采隊平均配比3.1:1，仍滿足不了綜采需求，嚴重制約了煤炭安全高效生產，我國煤礦井下掘進工作面約有1.6萬個，掘進人員超70萬人，工作面水、瓦斯、頂板、粉塵、沖擊地壓嚴重威脅人員安全。近年來我國大力發展煤礦機器人領域，傳統掘進截割系統截割設備及工藝在截割過程中需要頻繁移動機身，需要重復定位和位置變換，不再適用于智能化快速掘進截割系統組需求。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的掘進機在巷道截割過程中需要頻繁移動機身，不適用于智能化快速掘進截割的問題，本專利技術提供一種智能快速掘進截割系統及截割進刀方法，實現掘進截割系統快速截割巷道，降低智能系統因機身頻繁移動帶來的重復定位和位姿變換，同時保證截割斷面平整、輪廓過渡質量好。
2、為了實現上述目的，本
3、進一步的，所述行走推進模塊包括履帶行走系統和本體架，所述履帶行走系統包括履帶、行走馬達和履帶架，所述履帶安裝在履帶架兩側，所述行走馬達安裝在履帶架內部，所述履帶架與本體架固定連接。
4、進一步的，所述截割滑移模塊包括滑移軌道、滑移平臺、回轉臺、回轉軸承、回轉油缸和推移油缸，所屬滑移軌道與行走推進模塊的本體架上方固定連接，所述滑移平臺套設在滑移軌道上并可沿滑移軌道移動，所述回轉臺底部安裝有回轉軸承，所述回轉軸承底部與滑移平臺固定連接；
5、所述回轉油缸包括回轉油缸活塞桿和回轉油缸缸體，所述回轉油缸活塞桿與回轉臺連接，所述回轉油缸缸體與滑移平臺連接，所述回轉油缸用于帶動回轉臺相對于滑移平臺轉動；
6、所述推移油缸包括推移油缸活塞桿和推移油缸缸體，所述推移油缸活塞桿連接滑移平臺，所述推移油缸缸體連接本體架，所述推移油缸用于帶動滑移平臺沿滑移軌道移動。
7、進一步的，所述截割臂伸縮模塊包括截割臂、伸縮套筒、截割電機、截割減速機、截割頭、伸縮油缸和升降油缸，所述截割臂與回轉臺鉸接，所述伸縮套筒一端連接截割臂，另一端依次連接截割電機，所述切割減速機一端與截割電機連接，另一端連接截割頭；
8、所述伸縮油缸包括伸縮油缸活塞桿和伸縮油缸缸體，所述伸縮油缸活塞桿連接截割臂，所述伸縮油缸缸體連接伸縮套筒，所述伸縮油缸用于帶動伸縮套筒進行伸長和縮短；
9、所述升降油缸包括升降油缸活塞桿和升降油缸缸體，所述升降油缸活塞桿連接截割臂，所述升降油缸缸體連接回轉臺，所述升降油缸用于帶動截割臂上升和下降移動。
10、進一步的，所述檢測控制模塊包括電控柜、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器和電流傳感器；所述電控柜設置在行走推進模塊上并分別與第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、電流傳感器信號連接；
11、所述第一位移傳感器設置在推移油缸上，用于檢測推移油缸的位移變化量；
12、所述第二位移傳感器設置在回轉油缸上，用于檢測回轉油缸的位移變化量；
13、所述第三位移傳感器設置在升降油缸上，用于檢測升降油缸的位移變化量；
14、所述第四位移傳感器設置在伸縮油缸上，用于檢測伸縮油缸的位移變化量；
15、所述第一傾角傳感器設置在截割臂上，用于檢測切割臂角度變化量；
16、所述第二傾角傳感器設置在行走推進模塊上，用于檢測機身的角度變化量；
17、所述電流傳感器設置在切割電機上，用于檢測切割電機的電流變化量；
18、所述監測控制模塊依據檢測信號控制推移油缸、回轉油缸、升級油缸、伸縮油缸的動作，并控制截割電機和截割減速機的電流。
19、進一步的，還包括液壓系統，所述液壓系統用于為推移油缸、回轉油缸、升降油缸、伸縮油缸提供動力。
20、還公開了一種應用上述智能快速掘進截割系統的截割進刀方法，其特征在于，包括以下步驟：
21、s1建立掘進工作面的三維模型；
22、s2獲取掘進截割系統空間位置信息、工作狀態參數；
23、s3獲取掘進截割系統相對于巷道的位姿、切割頭相對于機身的位姿以及截割頭空間位置坐標；
24、s4將掘進截割系統的空間位置信息和工作狀態參數輸入預設的神經網絡模型，獲取反饋控制量；
25、s5根據反饋控制量實時調整掘進截割系統的空間位置和工作參數，實現截割頭沿預定的截割路線截割。
26、進一步的，所述步驟s2中，掘進截割系統空間位置信息包括機身俯仰角、截割臂俯仰角、機身偏航角、截割，臂偏航角；
27、工作狀態參數包括截割電機的電流、截割臂伸縮油缸的位移量、截割臂升降油缸的位移量、回轉臺回轉油缸的位移量、滑移平臺推移油缸的位移量。
28、進一步的，所述步驟s3中，通過機身的俯仰角和偏航角獲取掘進截割系統相對于巷道的位姿，根據截割臂的俯仰角和偏航角獲取切割頭相對于機身的位姿以及截割頭空間位置坐標。
29、進一步的，所述步驟s3具體為：
30、s41控制行走推進模塊向前推進使得截割頭進入煤壁到達預定的截割位置；
31、s42通過檢測控制模塊給與一次截割參數命令，截割頭開始向前推進切割；
32、s43切割一定深度后，通過升降油缸和回轉油缸控制截割臂上下左右擺動；
33、s44在擺動過程中，檢測控制模塊各傳感器實時檢測推進油缸、升降油缸、回轉油缸、伸縮油缸的位移變化量；
34、s45檢測控制模塊檢測到的各油缸位移變化量參數輸入預設的神經網絡模型，獲得各油缸的反饋控制量。
35、進一步的，所述步驟s5具體為：
36、s51根據伸縮油缸的反饋控制量通過伸縮油缸控制伸縮套筒伸長或縮短；
37、s52伸縮套筒伸縮量達到極限行程后，行走推進模塊保本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種智能快速掘進截割系統，其特征在于，包括行走推進模塊、截割滑移模塊、截割臂伸縮模塊和檢測控制模塊，所述行走推進模塊位于地面上，用于支撐整機并帶動整機移動，所述截割滑移模塊一端與行走推進模塊頂部連接，所述截割滑移模塊另一端連接連接截割臂伸縮模塊，所述行走推進模塊、截割滑移模塊、截割臂伸縮模塊分別與檢測控制模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述行走推進模塊包括履帶行走系統和本體架，所述履帶行走系統包括履帶、行走馬達和履帶架，所述履帶安裝在履帶架兩側，所述行走馬達安裝在履帶架內部，所述履帶架與本體架固定連接。
3.根據權利要求2所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述截割滑移模塊包括滑移軌道、滑移平臺、回轉臺、回轉軸承、回轉油缸和推移油缸，所屬滑移軌道與行走推進模塊的本體架上方固定連接，所述滑移平臺套設在滑移軌道上并可沿滑移軌道移動，所述回轉臺底部安裝有回轉軸承，所述回轉軸承底部與滑移平臺固定連接；
4.根據權利要求3所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述截割臂伸縮模塊包括截割臂、伸縮套筒、截割電
5.根據權利要求4所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述檢測控制模塊包括電控柜、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器和電流傳感器；所述電控柜設置在行走推進模塊上并分別與第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、電流傳感器信號連接；
6.根據權利要求5所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，還包括液壓系統，所述液壓系統用于為推移油缸、回轉油缸、升降油缸、伸縮油缸提供動力。
7.一種應用于權利要求1至6任一項所述的智能快速掘進截割系統的截割進刀方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的智能快速掘進截割系統截割進刀方法，其特征在于，所述步驟S2中，掘進截割系統空間位置信息包括機身俯仰角、截割臂俯仰角、機身偏航角、截割臂偏航角；
9.根據權利要求7所述的智能快速掘進截割系統截割進刀方法，其特征在于，所述步驟S3中，通過機身的俯仰角和偏航角獲取掘進截割系統相對于巷道的位姿，根據截割臂的俯仰角和偏航角獲取切割頭相對于機身的位姿以及截割頭空間位置坐標。
10.根據權利要求7所述的智能快速掘進截割系統截割進刀方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：
11.根據權利要求7所述的智能快速掘進截割系統截割進刀方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：
...【技術特征摘要】
1.一種智能快速掘進截割系統，其特征在于，包括行走推進模塊、截割滑移模塊、截割臂伸縮模塊和檢測控制模塊，所述行走推進模塊位于地面上，用于支撐整機并帶動整機移動，所述截割滑移模塊一端與行走推進模塊頂部連接，所述截割滑移模塊另一端連接連接截割臂伸縮模塊，所述行走推進模塊、截割滑移模塊、截割臂伸縮模塊分別與檢測控制模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述行走推進模塊包括履帶行走系統和本體架，所述履帶行走系統包括履帶、行走馬達和履帶架，所述履帶安裝在履帶架兩側，所述行走馬達安裝在履帶架內部，所述履帶架與本體架固定連接。
3.根據權利要求2所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述截割滑移模塊包括滑移軌道、滑移平臺、回轉臺、回轉軸承、回轉油缸和推移油缸，所屬滑移軌道與行走推進模塊的本體架上方固定連接，所述滑移平臺套設在滑移軌道上并可沿滑移軌道移動，所述回轉臺底部安裝有回轉軸承，所述回轉軸承底部與滑移平臺固定連接；
4.根據權利要求3所述的智能快速掘進截割系統，其特征在于，所述截割臂伸縮模塊包括截割臂、伸縮套筒、截割電機、截割減速機、截割頭、伸縮油缸和升降油缸，所述截割臂與回轉臺鉸接，所述伸縮套筒一端連接截割臂，另一端依次連接截割電機，所述切割減速機一端與截割電機連接，另一端連接截割頭；
5.根據權利要求4所述的智能快速...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李東，黃榮生，周鵬，考龍鵬，解軍，
申請(專利權)人：扎賚諾爾煤業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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