CN114895608A - 一种用于掘进的智慧大脑集控策略与方法及智慧控制*** - Google Patents

Abstract

本申请提出一种用于掘进的智慧大脑集控策略与方法及智慧控制***，用于掘进工作面作业线最前方的掘进设备，控制***包括：监控感知模块，获取掘进工作面作业线上的各个掘进设备中工作部件的工作数据，并整合各个掘进设备中部件的工作数据；安全防入侵模块，检测各个掘进设备的工作区域是否被入侵；工作面数据传输模块，用于最前方的掘进设备进行数据交互；远程控制模块，用于基于监控到的工作数据和/或控制室发送的控制指令整合控制各个掘进设备中各个部件的运作；自主导航模块，对各个掘进设备进行自主导航。本申请提供的智慧控制***置于掘锚一体机上，是整个掘进工作面全部装备智能化操控的大脑，目的是实现整个掘进工作面作业线的智能控制。

Description

一种用于掘进的智慧大脑集控策略与方法及智慧控制***

技术领域

本申请涉及掘进控制领域，尤其涉及一用于掘进的智慧控制策略与方法及智慧控制***。

背景技术

掘进机被广泛应用于煤矿巷道、地铁隧道挖掘工程的掘进施工中。

相关技术，在控制掘进工作面作业线上各个掘进设备上时，各个掘进设备与集控中心和调度室之间是独立交互的，从而导致相关性较差，无法实现智能感知和智能控制。

发明内容

本申请提供一种智慧控制***，以至少解决相关技术掘进设备的智慧控制***无法实现智能感知和智能控制的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种智慧控制***，用于掘进工作面作业线最前方的掘进设备上，所述***用于实现掘进工作面作业线的智能控制；所述***包括：

监控感知模块，用于获取掘进工作面作业线各个掘进设备上的监控感知子模块发送的掘进设备中部件的工作数据，并整合各个掘进设备中部件的工作数据，基于整合后的所述部件的工作数据执行报警操作；

安全防入侵模块，用于检测所述各个掘进设备的工作区域是否被入侵，以及，当检测到所述掘进设备的工作区域被入侵时，触发报警；

工作面数据传输模块，用于所述最前方的掘进设备与所述工作面作业线上其他掘进设备进行数据交互，所述其他掘进设备包括所述工作面作业线上的任一掘进设备，和/或，用于所述最前方的掘进设备与控制室进行数据交互，以向所述控制室传输所述监控感知模块监控得到的工作数据，并获取所述控制室基于所述工作数据发送的用于控制各个掘进设备的控制指令，其中，所述控制室包括井下集控中心和/或地面调度室；

远程控制模块，用于基于所述监控感知模块监控到的工作数据和/或所述控制室发送的控制指令来整合控制所述各个掘进设备中各个部件的运作，且显示各个掘进设备的各个部件的工作数据；

自主导航模块，用于对所述各个掘进设备进行自主导航。

本申请第二方面实施例提出一种基于第一方面的***实现的智慧控制方法，用于掘进工作面作业线最前方的掘进设备上，所述方法包括：

利用监控感知模块获取掘进工作面作业线各个掘进设备上的监控感知子模块发送的掘进设备中部件的工作数据，并整合各个掘进设备中部件的工作数据，基于整合后的所述部件的工作数据执行报警操作；

利用安全防入侵模块检测所述各个掘进设备的工作区域是否被入侵，以及，当检测到所述掘进设备的工作区域被入侵时，触发报警；

利用工作面数据传输模块与所述工作面作业线上其他掘进设备进行数据交互，所述其他掘进设备包括所述工作面作业线上的任一掘进设备，和/或，与控制室进行数据交互，以向所述控制室传输所述监控感知模块监控得到的工作数据，并获取所述控制室基于所述工作数据发送的用于控制各个掘进设备的控制指令，其中，所述控制室包括井下集控中心和/或地面调度室；

利用远程控制模块基于所述监控感知模块所监控到的工作数据和/或所述控制室发送的控制指令整合控制所述各个掘进设备中的各个部件运作，且显示各个掘进设备的各个部件的工作数据；

利用自主导航模块对所述各个掘进设备进行自主导航。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请实施例提供的用于掘进的智慧控制***中，会利用监控感知模块来整合掘进工作面作业线上的各个掘进设备中部件的工作数据，之后再利用远程控制模块基于监控感知模块监控到的工作数据和/或控制室发送的控制指令来整合控制各个掘进设备中各个部件的运作。也即是，本申请实施例是利用工作面作业线最前方的掘进设备集合作业线上各个掘进设备的工作数据，并基于集合后的工作数据和控制室发送的控制指令对各个掘进设备进行整合控制，从而对作业线上的各个掘进设备进行控制时的相关性较高，实现了智能感知和智能控制。

并且，本申请实施例中，当安全防入侵模块检测到掘进设备的工作区域被入侵时，还会执行报警操作，从而可以确保掘进设备工作时的安全性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请一个实施例提供的智慧控制***的结构示意图；

图2为根据本申请一个实施例提供的基于图1所示的***实现的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的用于掘进的智慧控制***。

图1为根据本申请一个实施例提供的用于掘进的智慧控制***100的结构示意图，其中，该智慧控制***应用于掘进工作面作业线最前方的掘进设备上，用于实现掘进工作面作业线的智能控制，其中，该掘进设备可以包括综掘机、掘锚一体机、连续采煤机、或悬臂式掘进机等。以及，如图1所示，该智慧控制***可以包括：

监控感知模块101，用于获取掘进工作面作业线各个掘进设备上的监控感知子模块发送的掘进设备中部件的工作数据，并整合各个掘进设备中部件的工作数据，基于整合后的所述部件的工作数据执行报警操作；

安全防入侵模块102，用于检测各个掘进设备的工作区域是否被入侵，以及，当检测到掘进设备的工作区域被入侵时，触发报警；

工作面数据传输模块103，用于最前方的掘进设备与工作面作业线上其他掘进设备进行数据交互，其他掘进设备包括工作面作业线上的任一掘进设备，和/或，用于最前方的掘进设备与控制室进行数据交互，以向控制室传输监控感知模块监控得到的工作数据，并获取控制室基于工作数据发送的用于控制各个掘进设备的控制指令，其中，控制室包括井下集控中心和/或地面调度室

远程控制模块104，用于基于监控感知模块监控到的工作数据和/或控制室发送的控制指令来整合控制各个掘进设备中各个部件的运作，且显示各个掘进设备的各个部件的工作数据；

自主导航模块105，用于对各个掘进设备进行自主导航。

其中，在本申请实施例之中，上述监控子感知模块的功能实现均可由掘进设备上显示与控制，包括以下至少一种：

设置于各个掘进设备机身左右两侧的低照度摄像头；

设置于各个掘进设备机身上的低照度摄像头；

设置于各个掘进设备机尾的集成音频输入输出的摄像仪；

用于监控二运与矿上皮带机连接处的低照度摄像头；

用于监控远程工作人员的网络摄像仪；

设置于各个掘进设备的油箱中的油温传感器和油位传感器；

设置于各个掘进设备的液压***中行走部、装载部、运输部中的压力传感器；

设置于锚固***中升降部的压力传感器；

用于测量悬臂俯仰、偏航、横滚姿态和铲板、后支撑相对地面的姿态的角度传感器；该角度传感器可以为高精度角度传感器，例如可以外置于掘进机悬臂、回转台、铲板、后支撑等位置。

设置于自移机尾液压***中架体升降油缸回路、架体推移油缸回路、机尾左右摆动油缸回路中的压力传感器；

设置于架体推移油缸回路中的位移传感器，以实现油缸行程测量；

设置于自移机尾前端和后端的接近开关，用于防止各个掘进设备带着转载机自主行走时转载机碰撞自移机尾前后限制装置和组合开关；

用于检测铲板星轮、第一运输机、第二运输机、截割电机、油泵电机、液压***压力、油箱温度、油箱油位的工作状态的监测子模块；

测距子模块，用于测量各个掘进设备机身与左右两帮之间的距离；

状态测量及预警子模块，用于实现对各个掘进设备的悬臂升降、悬臂摆动、铲板升降和后支撑升降的所有位置运动机构实时状态的测量及视野盲区的自动安全预警；其中，具体可以是利用运动传感器来测量运动机构的实时状态，其中，该运动传感器可以采用外置安装的方式，则解决了油缸内置传感器易损坏、检修困难等问题。以及，可以采用悬臂运动特征点抓取，实现运动传感器的自动标定、数据校准功能、边界标定、轨迹记录功能。

语音提示子模块，用于当掘进设备处于特殊工作状态时，进行语音提示，特殊工作状态包括以下至少一种：掘进设备被远程控制、掘进设备处于定位截割工作状态、掘进设备处于自动截割工作状态、掘进设备与工作人员或侧帮之间的距离小于预设距离阈值、自移机尾被远程控制、自移机尾处于机尾自移工作状态；

导航修正子模块，用于实时测量各个掘进设备的航向、姿态、速度、位置信息，以基于实时测量所得的信息控制掘进设备按照预定的截割轨迹自动掘进；导航修正子模块包括以下至少一种：导航、全站仪、棱镜及毫米波雷达。

其中，需要说明的是，上述的各个摄像头和摄影仪的成像原理可以不同，以及摄像头和摄影仪可以根据观察视频角度的环境因数，来基于其成像原理进行工作面及相关视角的三维形态的成像。进一步地，上述的摄像头和摄影仪可以具有一定透尘能力，以确保当掘进设备工作在粉尘环境时，仍然可以实现精确的拍摄。

进一步地，本申请的智慧控制***中还可以包括有显示模块，该显示模块可以用于显示各传感器实时数据，以及，该显示模块还可以在醒目位置显示预警信息，同时还可以关联监控感知模块所监控到的各姿态信息与三维形态，并将关联后的数据显示在显示模块上，以直观展示掘进设备中各个部件的工作状态。

以及，基于上述描述，本申请中，当监控感知模块检测到部件的工作数据达到预定条件时，会执行报警操作；

其中，该预定条件可以包括以下至少一种：

油温传感器检测到的油温超出预设油温阈值；

油位检测器检测到的油位低于预设油位；

压力传感器检测到的压力值超出预设压力区间；

角度传感器检测到的角度值超出预设角度区间

位移传感器检测到的位移值超出预设位移区间；

测距模块测量到的距离小于预设距离阈值；

掘进设备中的部件(例如截割电机、刮板机马达、行走马达、关键电气元件等)满足预设检修条件，其中，该预设检修条件可以是基于部件的连续工作时间和/或开停次数确定，例如，当某一部件的连续工作时间超出第一门限值时，或者，某一部件的开停次数超出第二门限值时，确定该部件满足预设检修条件。

进一步地，上述安全防入侵模块可以用于基于操作人员佩戴的或者设置于其他设备上标识卡所发送的位置信息，确定其他设备或操作人员是否进入掘进设备的工作区域，当确定其他设备或操作人员进入掘进设备的工作区域时，触发报警，并控制掘进设备停止运作。其中，其他设备可以为除最前方的掘进设备之外的任一设备。

以及，当其他设备和操作人员未佩戴标识卡时，该安全防入侵模块可以基于超带宽无线定位技术和红外防入侵技术检测操作人员或其他设备是否进入所述工作区域，当检测到所述操作人员或其他设备进入工作区域时，触发报警，并控制所述掘进设备停止运作。

进一步地，还可以设置掘进设备工作面的最大工作人数，并基于该安全防入侵模块实时自统计掘进设备工作面的工作人数，以确保该掘进设备工作面的工作人数不超出最大工作人数，则对工作面人员数量实现精确、严格管控。

由此可知，本申请中，利用该安全防入侵模块可以实现工作人员与掘进设备、掘进设备与其他设备之间防碰撞报警，解决了井下采掘设备对人员挤压碰撞的实际问题。

以及，上述的工作面数据传输模块满足以下至少一种条件：

1)掘进机及后配套关键数据、音视频信息采用无线+有线双冗余、双组合的方式实现数据的远程传输，保证掘进机在频繁调动机身不会出现拖、丢失、不稳定现象。无线传输采用4G通讯技术，无线可靠传输距离≥50m。

2)工作面设备与井下集控中心和地面调度室远程传输视频、数据和控制信号延时时间≤300ms，根据矿上要求可以共建掘进工作网络通讯***，对设备进行合理的网络管理。

3)***预留RS485、CAN、Wifi、4G、以太网电口/光口等通讯接口。

4)预留千兆光纤接口，可将交互数据上传至井下任意地方、矿井地面调度室以及集团公司调度室；配备***控APP，实现管理人员随时随地数据监控及信息推送功能。

再进一步地，上述远程控制模块可以包括：

设置于自移机尾上机载掘进工作面的智能组合开关，用于实现对掘进设备、带式转载机、自移机尾的集中供电和远程停送电；

控制子模块，用于实现对于所述掘进设备的本机手动控制、视距无线遥控操作(≥50米)、井下任意距离超视距遥控操作(≥1000米)和地面调度室控制的四种控制方式，其中，所述四种控制方式可对掘进设备及后配套进行独立控制并相互闭锁，且能够实现一键紧急停机(急停按钮)，所述四种控制方式之间可随意切换；其中，可通过集控中心嵌入式操作面板实现远程控制，也可通过一个遥控器实现视距遥控和超视距遥控的无缝切换。

调整子模块，用于当掘进设备进行定位或自动截割时，根据负载趋势自适应调整悬臂牵引速度；

连锁启停控制模块，用于当所述掘进设备进行定位截割时，控制一运、二运和矿上胶带机实现联锁启停控制；

移动控制模块，用于当所述掘进设备处于皮带机尾自移模式时，通过一键控制以实现机尾自主移动。

以及，应当认识到，通常情况下还会通过地面调度室和井下远程集控中心来远程控制掘进设备，由此地面调度室的配置和井下远程集控中心的配置通常会影响对于掘进设备的远程控制的性能。以下为本申请实施例对于地面调度室的配置以及井下远程集控中心的配置的相关介绍。

(1)地面调度室的配置可以包括：在地面调度室配置高性能计算机、显示器，嵌入式操作面板和语音通话设备实现地面的远程集控功能。以及，可以采用网络组网方式实现远程遥控操作方式以控制掘进设备各种动作功能(如截割升降、截割回转、铲板升降、油泵电机启停、截割电机启停、行走、后支撑升降、一运启停等)，保证了掘进设备数据稳定传输，增大人员操作设备的距离，提高安全性。

(2)井下远程集控中心的配置可以包括：

a、集控中心内部集成控制主机、21寸宽屏显示箱、嵌入式操作面板、键鼠一体式不锈钢键盘、音箱、麦克风、照明灯、摄像仪和急停按钮等。

b、通过集控中心具有显示工作面视频画面且具有抓图、录像、回放、存储和拷贝等功能，显示掘进设备及后配套三维动态画面、截割头姿态参数和运动轨迹、整机工况参数和故障信息且具有历史故障查询、历史数据拷贝等功能；显示箱显示机身导航定位画面，显示箱显示故障诊断和保养预警画面。

c、集控中心顶部和后部防水设计，整体布局科学，大屏独立显示，掘进设备三维动画立体直观。

以及，在本申请中，上述智慧控制***还可以包括断面截割成形控制模块，用于控制所述各个掘进设备进行断面截割；

其中，该断面截割成形控制模块可以包括：

动态倾角传感器和角度传感器，用于测量所述各个掘进设备的截割头相对于机身的位姿；

机身倾角传感器，用于检测各个掘进设备的机身俯仰角；

控制子模块，用于基于所述截割头相对于机身的位姿、机身俯仰角计算所述各个掘进设备的截割头的实时位置；

存储子模块，用于存储设定截割路径、截割轨迹示教以及巷道边界标定信息；

处理子模块，用于基于所述截割头的实时位置、巷道边界标定信息、截割轨迹示教以及设定截割路径控制所述各个掘进设备的截割头运作以实现巷道掘进一个循环内断面截割自动成形，保证巷道成形标准化。

此外，上述智慧控制***还可以包括：锚杆机电液控模块，用于实现锚护工作中的自动钻孔、自动紧固锚杆和宽范围速度调节。

具体的，锚杆机电液控模块由电液控制面板、显示器、和电磁阀箱组成，能够实现锚护工作中的自动钻孔、自动紧固锚杆和宽范围速度调节，具备半自动化钻孔、工况在线监测、故障诊断、锚固质量自检验等功能。采用本机遥控冗余控制、操作面板或遥控器控制按键替代传统的液压操作手柄。

以及，上述自主导航模块可以包括：

全站仪，用于通过无线通讯与机载导航控制箱进行实时数据交互，实现惯导定位数据实时补偿；

测距子模块，用于通过测距传感器与导航控制箱实现机身距侧帮和机身距迎头的实时距离检测；

位姿解算子模块，用于实现截割头位姿数据和机身位姿数据融合；

计算子模块，用于基于融合后的数据以及所述测距子模块所测量出的距离计算出巷道空间下截割头实时位置，并控制所述截割头的实时位置沿着预定的截割轨迹运动以实现对所述掘进设备的自主导航。

具体的，上述自主导航模块可以采用组合导航方式实现机身定位，巷道悬挂全站仪，通过无线通讯与机载导航控制箱进行实时数据交互，实现惯导定位数据实时补偿。通过测距传感器与导航控制箱实现机身距侧帮和机身距迎头的实时距离检测。导航控制箱同时配备UPS电源箱，保证掘进设备频繁停送电状态下不用频繁初始化惯导***。***利用位姿解算软件实现截割头位姿数据和机身位姿数据融合，经控制单元计算出巷道空间下截割头实时位置，在误差范围内准确的实现截割位置轨迹监测。

综上所述，本申请实施例提供的智慧控制***中，会利用监控感知模块来整合掘进工作面作业线上的各个掘进设备中部件的工作数据，之后再利用远程控制模块基于监控感知模块监控到的工作数据和/或控制室发送的控制指令来整合控制各个掘进设备中各个部件的运作。也即是，本申请实施例是利用工作面作业线最前方的掘进设备集合作业线上各个掘进设备的工作数据，并基于集合后的工作数据和控制室发送的控制指令对各个掘进设备进行整合控制，从而对作业线上的各个掘进设备进行控制时的相关性较高，实现了智能感知和智能控制，且降低工人劳动强度、以提高掘进施工效率和施工质量为出发点，结合当前掘进工艺和掘进装备的特点，最终将工作面环境、设备和人员共融和谐地统一起来，实现综掘工作面多设备自主、平行、安全作业。

图2为根据本申请一个实施例提供的基于图1所示的***实现的控制方法的流程示意图，如图2所示，该方法可以包括：

步骤201、利用监控感知模块监控所述掘进工作面作业线上的各个掘进设备中部件的工作数据，并整合所述各个掘进设备中部件的工作数据，基于所述部件的工作数据执行报警操作；

步骤202、利用安全防入侵模块检测所述各个掘进设备的工作区域是否被入侵，以及，当检测到所述掘进设备的工作区域被入侵时，触发报警；

步骤203、利用工作面数据传输模块与所述工作面作业线上其他掘进设备进行数据交互，所述其他掘进设备包括所述工作面作业线上的任一掘进设备，和/或，与控制室进行数据交互，以向所述控制室传输所述监控感知模块监控得到的工作数据，并获取所述控制室基于所述工作数据发送的用于控制各个掘进设备的控制指令，其中，所述控制室包括井下集控中心和/或地面调度室；

步骤204、利用远程控制模块基于所述监控感知模块所监控到的工作数据和/或所述控制室发送的控制指令整合控制所述各个掘进设备中的各个部件运作，且显示各个掘进设备的各个部件的工作数据；

步骤205、利用自主导航模块对所述各个掘进设备进行自主导航。

综上所述，本申请实施例提供的控制方法中，会利用监控感知模块来整合掘进工作面作业线上的各个掘进设备中部件的工作数据，之后再利用远程控制模块基于监控感知模块监控到的工作数据和/或控制室发送的控制指令来整合控制各个掘进设备中各个部件的运作。也即是，本申请实施例是利用工作面作业线最前方的掘进设备集合作业线上各个掘进设备的工作数据，并基于集合后的工作数据和控制室发送的控制指令对各个掘进设备进行整合控制，从而对作业线上的各个掘进设备进行控制时的相关性较高，实现了智能感知和智能控制。

并且，本申请实施例中，当安全防入侵模块检测到掘进设备的工作区域被入侵时，还会执行报警操作，从而可以确保掘进设备工作时的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种用于掘进的智慧控制***，其特征在于，用于掘进工作面作业线最前方的掘进设备上，所述***用于实现掘进工作面作业线的智能控制；所述的智慧控制***包括：

监控感知模块，用于获取掘进工作面作业线各个掘进设备上的监控感知子模块发送的掘进设备中部件的工作数据，并整合各个掘进设备中部件的工作数据，基于整合后的所述部件的工作数据执行报警操作；

安全防入侵模块，用于检测所述各个掘进设备的工作区域是否被入侵，以及，当检测到所述掘进设备的工作区域被入侵时，触发报警；

工作面数据传输模块，用于所述最前方的掘进设备与所述工作面作业线上其他掘进设备进行数据交互，所述其他掘进设备包括所述工作面作业线上的任一掘进设备，和/或，用于所述最前方的掘进设备与控制室进行数据交互，以向所述控制室传输所述监控感知模块监控得到的工作数据，并获取所述控制室基于所述工作数据发送的用于控制各个掘进设备的控制指令；

远程控制模块，用于基于所述监控感知模块监控到的工作数据和/或所述控制室发送的控制指令来整合控制所述各个掘进设备中各个部件的运作，且显示各个掘进设备的各个部件的工作数据；

自主导航模块，用于对所述各个掘进设备进行自主导航。

2.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述监控子感知模块的功能实现均可由掘进设备上显示与控制，包括以下至少一种：

设置于所述各个掘进设备机身左右两侧的低照度摄像头；

设置于所述各个掘进设备机身上的低照度摄像头；

设置于所述各个掘进设备机尾的集成音频输入输出的摄像仪；

用于监控桥式转载机二运与矿上皮带机连接处的低照度摄像头；

用于监控远程工作人员的网络摄像仪；

设置于所述各个掘进设备的油箱中的油温传感器和油位传感器；

设置于所述各个掘进设备的液压***中行走部、装载部、运输部中的压力传感器；

设置于锚固***中升降部的压力传感器；

用于测量悬臂俯仰、偏航、横滚姿态和铲板、后支撑相对地面的姿态的角度传感器；

设置于自移机尾液压***中架体升降油缸回路、架体推移油缸回路、机尾左右摆动油缸回路中的压力传感器；

设置于架体推移油缸回路中用于测量油缸行程的位移传感器；

设置于自移机尾前端和后端的接近开关，用于防止各个掘进设备带着转载机自主行走时转载机碰撞自移机尾前后限制装置和组合开关；

用于检测铲板星轮、第一运输机、第二运输机、截割电机、油泵电机、液压***压力、油箱温度、油箱油位的工作状态的监测子模块；

测距子模块，用于测量各个掘进设备机身与左右两帮之间的距离；

状态测量及预警子模块，用于实现对各个掘进设备的悬臂升降、悬臂摆动、铲板升降和后支撑升降的所有位置运动机构实时状态的测量及视野盲区的自动安全预警；

语音提示子模块，用于当所述掘进设备处于特殊工作状态时，进行语音提示，所述特殊工作状态包括以下至少一种：掘进设备被远程控制、掘进设备处于定位截割工作状态、掘进设备处于自动截割工作状态、掘进设备与工作人员或侧帮之间的距离小于预设距离阈值、自移机尾被远程控制、自移机尾处于机尾自移工作状态；

导航修正子模块，用于实时测量所述各个掘进设备的航向、姿态、速度、位置信息，以基于实时测量所得的信息控制所述各个掘进设备按照预定的截割轨迹自动掘进；所述导航修正子模块包括以下至少一种：导航、全站仪、棱镜及毫米波雷达。

3.根据权利要求2所述的智慧控制***，其特征在于，

当所述监控感知模块检测到部件的工作数据达到预定条件时，执行报警操作；

其中，所述预定条件包括以下至少一种：

所述油温传感器检测到的油温超出预设油温阈值；

所述油位检测器检测到的油位低于预设油位；

所述压力传感器检测到的压力值超出预设压力区间；

所述角度传感器检测到的角度值超出预设角度区间

所述位移传感器检测到的位移值超出预设位移区间；

所述测距模块测量到的距离小于预设距离阈值；

掘进设备中的部件满足预设检修条件。

4.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述安全防入侵模块，均可由掘锚一体机或掘进机或连续采煤机上控制，用于：

基于设置于其他设备上或者操作人员佩戴的标识卡所发送的位置信息，确定所述其他设备或操作人员是否进入所述掘进设备的工作区域，当确定所述其他设备或操作人员进入所述掘进设备的工作区域时，触发报警，并控制所述掘进设备停止运作。

5.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述安全防入侵模块，还用于：基于超带宽无线定位技术和红外防入侵技术检测操作人员或其他设备是否进入所述工作区域，当检测到所述操作人员或其他设备进入所述工作区域时，触发报警，并控制所述掘进设备停止运作。

6.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述工作面数据传输模块满足以下至少一种条件，其实时数据均可由均可由掘锚一体机或掘进机或连续采煤机上显示与控制：

采用无线+有线双冗余、双组合的方式实现数据交互；

进行数据交互时，信号延时时间≤300ms；

通过RS485接口、CAN接口、Wifi接口、4G接口、以太网电口、光口中的至少一种通讯接口实现数据交互；

预留千兆光纤接口进行数据交互。

7.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述远程控制模块，包括：

设置于自移机尾上机载掘进工作面的智能组合开关，用于实现对各个掘进设备、带式转载机、自移机尾的集中供电和远程停送电；

控制子模块，用于实现对于所述掘进设备的本机手动控制、视距无线遥控操作、井下任意距离超视距遥控操作和地面调度室控制的四种控制方式，其中，所述四种控制方式可对掘进设备及后配套进行独立控制并相互闭锁，且能够实现一键紧急停机，所述四种控制方式之间可随意切换；

调整子模块，用于当所述掘进设备进行定位或自动截割时，根据负载趋势自适应调整悬臂牵引速度；

连锁启停控制模块，用于当所述掘进设备进行定位截割时，控制一运、二运和矿上胶带机实现联锁启停控制；

移动控制模块，用于当所述掘进设备处于皮带机尾自移模式时，通过一键控制以实现机尾自主移动。

8.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述***还包括：

断面截割成形控制模块，用于控制所述各个掘进设备进行断面截割；

所述断面截割成形控制模块包括：

动态倾角传感器和角度传感器，用于测量所述各个掘进设备的截割头相对于机身的位姿；

机身倾角传感器，用于检测各个掘进设备的机身俯仰角；

控制子模块，用于基于所述截割头相对于机身的位姿、机身俯仰角计算所述各个掘进设备的截割头的实时位置；

存储子模块，用于存储设定截割路径、截割轨迹示教以及巷道边界标定信息；

处理子模块，用于基于所述截割头的实时位置、巷道边界标定信息、截割轨迹示教以及设定截割路径控制所述各个掘进设备的截割头运作以实现巷道掘进一个循环内断面截割自动成形。

9.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述***还包括：

锚杆机电液控模块，用于当所述各个掘进设备进行锚护工作时，实现所述锚护工作中的自动钻孔、自动紧固锚杆和宽范围速度调节。

10.根据权利要求1所述的智慧控制***，其特征在于，所述自主导航模块，包括：

全站仪，用于通过无线通讯与机载导航控制箱进行实时数据交互，实现惯导定位数据实时补偿；

测距子模块，用于通过测距传感器与导航控制箱实现机身距侧帮和机身距迎头的实时距离检测；

位姿解算子模块，用于实现截割头位姿数据和机身位姿数据融合；

计算子模块，用于基于融合后的数据以及所述测距子模块所测量出的距离计算出巷道空间下截割头实时位置，并控制所述截割头的实时位置沿着预定的截割轨迹运动以实现对所述掘进设备的自主导航。

11.根据权利要求1-10任一所述的智慧控制***，其特征在于，所述掘进设备包括综掘机、或掘锚一体机、或连续采煤机、或悬臂式掘进机。

12.一种基于权利要求1-11任一所述的智慧控制***实现的智慧控制方法，用于掘进工作面作业线最前方的掘进设备上，所述方法包括：

利用监控感知模块获取掘进工作面作业线各个掘进设备上的监控感知子模块发送的掘进设备中部件的工作数据，并整合各个掘进设备中部件的工作数据，基于整合后的所述部件的工作数据执行报警操作；

利用安全防入侵模块检测所述各个掘进设备的工作区域是否被入侵，以及，当检测到所述掘进设备的工作区域被入侵时，触发报警；

利用工作面数据传输模块与所述工作面作业线上其他掘进设备进行数据交互，所述其他掘进设备包括所述工作面作业线上的任一掘进设备，和/或，与控制室进行数据交互，以向所述控制室传输所述监控感知模块监控得到的工作数据，并获取所述控制室基于所述工作数据发送的用于控制各个掘进设备的控制指令；

利用远程控制模块基于所述监控感知模块所监控到的工作数据和/或所述控制室发送的控制指令整合控制所述各个掘进设备中的各个部件运作，且显示各个掘进设备的各个部件的工作数据；

利用自主导航模块对所述各个掘进设备进行自主导航。

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