多传感器悬臂掘进机空间位姿监测系统精准设计与试验

本文主要探讨了在煤矿综掘工作面，为了实现悬臂式掘进机的远程自动化开采，对掘进机空间位姿进行实时精确监测的关键技术问题。作者提出了一个多传感器信息的煤矿悬臂式掘进机空间位姿监测系统方案。该系统的核心在于构建一套综合而精准的位姿检测体系。 首先，系统利用油缸行程传感器来监测截割臂的姿态角，这种传感器通过测量油缸的伸缩变化间接获取臂部的运动状态，误差控制在0.23°，确保了切割臂动作的准确性。这在复杂的工作环境中，对于保持稳定作业具有重要意义。 其次，系统采用超声、激光和惯导与地磁融合的组合惯导技术来监测掘进机机身的空间位姿。超声传感器用于检测机身的偏航位移，其误差仅为0.024米，提高了位置跟踪的精度。激光传感器则用于测量车前距，精度达到0.006米，这对于避免碰撞和优化路径规划至关重要。而组合惯导技术，即惯导与地磁的结合，解决了惯导系统在防爆外壳内的信号干扰问题，同时有效减小了导航向角随时间积累误差，使得航向角检测误差保持在0.2°的范围内，确保了导航的长期稳定性。 通过构建的煤矿悬臂式掘进机远程监控试验平台，作者对整个位姿传感检测系统进行了实际的试验测试，验证了这套系统的实用性和有效性。这些技术的集成应用，不仅提高了掘进机的智能化水平，也对提升煤矿开采的效率和安全性有着显著的推动作用。 这项研究对于提升煤矿掘进设备的技术含量，实现自动化、智能化开采具有重要的理论和实践价值，对于整个采矿行业的未来发展具有深远的影响。关键词包括悬臂式掘进机、多传感器、位姿监测、组合惯导以及地磁，这些都是深入理解本研究核心内容的关键术语。