DE112017000534B4 - Machine vision and multi-sensor fusion based automatic operation method for a coal mining machine and associated process - Google Patents

Machine vision and multi-sensor fusion based automatic operation method for a coal mining machine and associated process Download PDF

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Abstract

Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper, ein automatisches Bohrwellen-Fördersystem und ein automatisches Bohrwellen-Verbindungssystem umfasst,wobei der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper einen Bohrmaschinenträger (1), einen seitlichen Stützmechanismus, einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus (4), eine Bohrwellen-Drehplattform (2), eine Bohrwellen-Vorschubplattform (3), eine Arbeitsbohrwelle (6) und eine Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) umfasst und sich innerhalb einer Abbaustrecke, in der er arbeitet, bewegt,wobei der Bohrmaschinenträger (1) an dem Bohrmaschinen-Hubmechanismus (4) angeordnet ist, der zum Abstützen des Bohrmaschinenträgers (1) und zum Einstellen seiner Höhenstellung dient, wobei der seitliche Stützmechanismus zwei Paare von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern (8) umfasst und jedes Paar von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern (8) eine an beiden Enden ein- und ausfahrbare Stützstange bildet, wobei die beiden Stützstangen jeweils horizontal vor bzw. hinter dem Bohrmaschinenträger (1) angeordnet sind, um eine Abstützung und Befestigung des Bohrmaschinenträgers (1) in Querrichtung zu ermöglichen, wobei die Bohrwellen-Vorschubplattform (3) an dem Bohrmaschinenträger (1) und die Bohrwellen-Drehplattform an der Bohrwellen-Vorschubplattform angeordnet sind, wobei die Arbeitsbohrwelle (6) horizontal mit der Bohrwellen-Drehplattform (2) verbunden und beim Drehen der Arbeitsbohrwelle (6) unter Antrieb von der Bohrwellen-Drehplattform (2) die Bohrwellen-Vorschubplattform die Bohrwellen-Drehplattform (2) und die Arbeitsbohrwelle (6) in Querrichtung vorschieben und somit in die Fahrbahnwand bohrt, und wobei das Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) ein- und ausfahrbar an dem Bohrmaschinenträger (1) angeordnet ist und zum Abstützen der Arbeitsbohrwelle (6) beim Hinzufügen einer Bohrwelle dient,wobei das automatische Bohrwellen-Fördersystem einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9), eine Bohrwellen-Zufuhrplattform (5), eine hinzuzufügende Bohrwelle (13), einen Hubhydraulikzylinder (11) und einen DSP-Prozessor umfasst, wobei die Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) entlang der Längenrichtung der Abbaustrecke vor oder hinter dem Bohrmaschinenträger (1) angeordnet ist, mit dem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9) verbunden ist und durch den Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9) zur Bewegung entlang der Abbaustrecke angetrieben wird, wobei die hinzuzufügende Bohrwelle (13) über den Hubhydraulikzylinder (11) horizontal und quer an der Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) angeordnet ist und hinsichtlich der Höhenstellung über den Hubhydraulikzylinder (11) eingestellt wird, wobei sowohl an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) als auch an dem Hubhydraulikzylinder (11) jeweils ein Verschiebungssensor (12) vorgesehen und an dem Bohrmaschinenträger (1) ein Endschalter (10) vorgesehen sind, wobei sowohl der Verschiebungssensor (12) als auch der Endschalter (10) mit dem DSP-Prozessor verbunden sind, und wobei über den Verschiebungssensor (12) und den Endschalter (10) eine koaxiale Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) und der Arbeitsbohrwelle (6) ermöglicht wird,wobei das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem einen ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) und eine CCD-Dual-Kamera (15) umfasst, wobei der ein- und ausfahrbare Roboterarm (14) an der Bohrwellen-Drehplattform (2) angeordnet und an dem obersten Ende des ein- und ausfahrbaren Roboterarms eine CCD-Dual-Kamera (15) geklemmt ist, und wobei über visuelle Positionierung eine automatische Verbindung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) und der Arbeitsbohrwelle (6) verwirklicht wird.Machine vision and multi-sensor fusion based automatic operating system for a coal mining machine, characterized in that it comprises a coal mining machine main body, an automatic drilling shaft conveyor system and an automatic drilling shaft connecting system, the coal mining machine main body comprising a drilling machine support (1), a lateral support mechanism, a drilling machine lifting mechanism (4), a drilling shaft rotating platform (2), a drilling shaft feed platform (3), a working drilling shaft (6) and a working drilling shaft support part (7) and is located within a mining section in which it works, moves, the drilling machine carrier (1) being arranged on the drilling machine lifting mechanism (4), which serves to support the drilling machine carrier (1) and to adjust its height position, the lateral support mechanism having two pairs of lateral supporting hydraulic cylinders (8 ) includes and each pair of lateral support hydraulic cyl in the meantime (8) forms a support rod that can be retracted and extended at both ends, the two support rods being arranged horizontally in front of and behind the drilling machine carrier (1) in order to enable the drilling machine carrier (1) to be supported and fastened in the transverse direction Drilling shaft feed platform (3) are arranged on the drilling machine support (1) and the drilling shaft rotating platform is arranged on the drilling shaft feed platform, the working drilling shaft (6) being connected horizontally to the drilling shaft rotating platform (2) and, when rotating, the working drilling shaft (6) below Drive from the drilling shaft rotating platform (2) advance the drilling shaft feed platform, the drilling shaft rotating platform (2) and the working drilling shaft (6) in the transverse direction and thus drill into the roadway wall, and the working drilling shaft support part (7) being retractable and extendable the drilling machine carrier (1) is arranged and is used to support the working drilling shaft (6) when adding a drilling shaft, the automatic drilling shaft conveying system comprises a drilling shaft supply hydraulic cylinder (9), a drilling shaft supply platform (5), a drilling shaft (13) to be added, a lifting hydraulic cylinder (11) and a DSP processor, the drilling shaft supply platform (5) being along the length of the The excavation section is arranged in front of or behind the drilling machine carrier (1), is connected to the drilling shaft feed hydraulic cylinder (9) and is driven by the drilling shaft feed hydraulic cylinder (9) to move along the excavation section, the drilling shaft (13) to be added via the lifting hydraulic cylinder ( 11) is arranged horizontally and transversely on the drilling shaft feed platform (5) and the height position is adjusted via the lifting hydraulic cylinder (11), a displacement sensor (11) each on both the working drilling shaft support part (7) and on the lifting hydraulic cylinder (11). 12) and a limit switch (10) are provided on the drilling machine support (1), both the displacement sensor (12) and the limit switch (10) are connected to the DSP processor, and the displacement sensor (12) and the limit switch (10) enable coaxial positioning of the drilling shaft (13) to be added and the working drilling shaft (6) , wherein the automatic drilling shaft connection system comprises a retractable and extendable robot arm (14) and a CCD dual camera (15), wherein the retractable and extendable robot arm (14) is arranged on the drilling shaft rotating platform (2) and on the A CCD dual camera (15) is clamped at the top end of the retractable and extendable robot arm, and an automatic connection of the drilling shaft (13) to be added and the working drilling shaft (6) is realized via visual positioning.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine bohrende Untertage-Kohlengewinnungsmaschine, konkret ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine und zugehöriges Verfahren.The present invention relates to a control system for an underground drilling coal-producing machine, specifically, an automated vision and multi-sensor fusion-based automatic operation method for a coal-producing machine and related method.

Technischer HintergrundTechnical background

China verfügt über reiche Vorräte an dünnen und sehr dünnen Kohlenflözen, die eine breite Verbreitung aufweisen. Jedoch herrscht bei derzeitigem Abbau dünner und sehr dünner Kohlenflöze ein niedriger Mechanisierungsgrad. Als eine speziell für den Abbau dünner und sehr dünner Kohlenflöze vorgesehene Anlage finden bohrende Kohlengewinnungsmaschinen dank einer geringen Höhe des Maschinenkörpers, einer hohen Leistung und anderer Vorteile breite Anwendung. Bei bestehenden bohrenden Kohlengewinnungsmaschinen erfolgen ein Hubvorgang mittels eines einschienigen Hebezeugs und ein manueller Verbindungsvorgang für Bohrwellen, der eine Einstellung mittels eines Feineinstellungsmechanismus aus einer Ratsche und einem Hydraulikzylinder benötigt, was zu einer niedrigen Steuergenauigkeit, einer langen Bohrwellen-Rüstzeit und einer wesentlich verringerten Kohlengewinnungseffizienz führt. Zudem wird die automatische Betriebssteuerung für eine bohrende Kohlengewinnungsmaschine weltweit wenig untersucht. Gegenüber anderen Anlagen wie Untertage-Kohlengewinnungsmaschine und Vortriebsmaschine liegt ein niedriger Mechanisierungsgrad vor. Bei einer bohrenden Kohlengewinnungsmaschine sind eine niedrige Gewinnungsrate von Kohlen, ein großer Energieverbrauch und eine wesentliche Verschwendung von Ressourcen, manuellem Aufwand und Anlagen beim Abbau dünner und sehr dünner Kohlenflöze zu erwarten.China has rich reserves of thin and very thin coal seams that are widely distributed. However, with the current mining of thin and very thin coal seams, there is a low degree of mechanization. As an installation specially designed for the mining of thin and very thin coal seams, drilling coal-mining machines are widely used thanks to a small height of the machine body, high output and other advantages. In existing mining coal mining machines, a single-rail hoist lifting operation and a manual connection operation for drilling shafts that require adjustment by means of a fine adjustment mechanism composed of a ratchet and a hydraulic cylinder are performed, resulting in low control accuracy, long drilling shaft set-up time, and significantly reduced coal mining efficiency. In addition, the automatic operation control for a drilling coal-mining machine is little studied worldwide. Compared to other systems such as underground coal mining machines and tunneling machines, there is a lower degree of mechanization. A boring coal-mining machine can be expected to have a low rate of coal recovery, high energy consumption, and a substantial waste of resources, manual effort and equipment when mining thin and very thin coal seams.

Somit streben Fachleute auf diesem Gebiet an, ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine zu entwickeln, womit eine automatische Hinzufügung von Bohrwellen und ein mannloser Betrieb bei einem Arbeitsvorgang mit einem hohen Integrationsgrad und Automatisierungsgrad verwirklicht werden können.Thus, those skilled in the art strive to develop a machine vision and multi-sensor fusion based automatic operation method for a coal mining machine, with which automatic addition of drilling shafts and unmanned operation can be realized in one operation with a high degree of integration and automation.

CN105178853A offenbart eine kettengeführte, selbstdrehende, selbstfahrende, bidirektionale Bohr-Kohlebergbaumaschine und zugehöriges Verfahren. Die Kohlebergbaumaschine besteht aus einer oberen Rahmenbaugruppe und einem unter der oberen Rahmenbaugruppe angeordneten Sockel. Unter dem Sockel ist eine drehbare Stützvorrichtung angeordnet. Unter der drehbaren Stützvorrichtung ist ein kettengetriebener Schreitmechanismus angeordnet. Auf dem Raupenschreitwerk ist eine mit der Drehstützvorrichtung verbundene Übertragungsvorrichtung angeordnet. Die in einer Fahrbahn angeordnete Bohrkohlenbergbaumaschine nutzt eine Seite eines dünnen Flözes aus, dreht sich nach der Ausbeutung des dünnen Flözes an der Seite durch Steuerung der Drehstützvorrichtung um 360 Grad und nutzt die andere Seite aus, nachdem die Drehstützvorrichtung auf die andere Seite des dünnen Flözes gedreht wurde, wodurch es einer Schneckenbohrmaschine ermöglicht wird, Kohle an derselben Stelle ohne große bewegliche Ausrüstung bidirektional abzubauen und die Ausbeutungseffizienz erheblich zu verbessern. Wenn man auf dem Weg von einer Hauptstrecke zu einer Abbaustrecke auf eine Kreuzung trifft, kann sich ein Schraubmeißel außerdem selbst drehen und so die Streckenkreuzung leicht durchfahren, um eine Abbaustrecke zu erreichen und Zeit für das Bewegen der Ausrüstung zu sparen. CN105178853A discloses a tracked, self-rotating, self-propelled, bidirectional drilling coal mining machine and method. The coal mining machine consists of an upper frame assembly and a pedestal located below the upper frame assembly. A rotatable support device is arranged under the base. A chain-driven stepping mechanism is disposed below the rotatable support device. A transmission device connected to the rotary support device is arranged on the caterpillar treadmill. The coal mining machine arranged in a roadway utilizes one side of a thin seam, rotates 360 degrees after exploiting the thin seam on the side by controlling the rotary support device, and uses the other side after the rotary support device rotates to the other side of the thin seam , thereby enabling an auger drilling machine to bi-directionally mine coal in the same place without large moving equipment, and greatly improve the extraction efficiency. Also, if you come across an intersection en route from a mainline to a mine, a screw chisel can spin itself, making it easy to cross the intersection to get to a mine and save time moving equipment.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Überwinden der Nachteile im Stand der Technik ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine und ein zugehöriges Verfahren bereitzustellen, womit eine automatische Hinzufügung von Bohrwellen und ein mannloser Betrieb bei einem Arbeitsvorgang mit einem hohen Integrationsgrad und Automatisierungsgrad verwirklicht werden können, was zu einer erhöhten Kohlengewinnungseffizienz, einem zuverlässigen Betrieb und eingesparten Kosten beiträgt.It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art by providing a machine vision and multi-sensor fusion based automatic operating method for a coal mining machine and an associated method that enables automatic addition of drilling shafts and unmanned operation in a Operation can be realized with a high degree of integration and automation, which contributes to increased coal extraction efficiency, reliable operation and saved costs.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die folgende Ausgestaltung:According to the invention the object is achieved by the following configuration:

Ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine umfasst einen Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper, ein automatisches Bohrwellen-Fördersystem und ein automatisches Bohrwellen-Verbindungssystem,
wobei der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper einen Bohrmaschinenträger, einen seitlichen Stützmechanismus, einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus, eine Bohrwellen-Drehplattform, eine Bohrwellen-Vorschubplattform, eine Arbeitsbohrwelle und eine Arbeitsbohrwellen-Stützteil umfasst und sich innerhalb einer Abbaustrecke, in der er arbeitet, bewegt,
wobei der Bohrmaschinenträger horizontal an dem Bohrmaschinen-Hubmechanismus angeordnet ist, der zum Abstützen des Bohrmaschinenträgers und zum Einstellen seiner Höhenstellung dient, wobei der seitliche Stützmechanismus zwei Paare von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern umfasst und jedes Paar von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern eine an beiden Enden ein- und ausfahrbare Stützstange bildet, wobei die beiden Stützstangen jeweils horizontal vor bzw. hinter dem Bohrmaschinenträger angeordnet sind, um eine Abstützung und Befestigung des Bohrmaschinenträgers in Querrichtung zu ermöglichen, wobei die Bohrwellen-Vorschubplattform an dem Bohrmaschinenträger und die Bohrwellen-Drehplattform an der Bohrwellen-Vorschubplattform angeordnet sind, wobei die Arbeitsdrehwelle horizontal mit der Bohrwellen-Drehplattform verbunden und beim Drehen der Arbeitsbohrwelle unter Antrieb von der Bohrwellen-Drehplattform die Bohrwellen-Vorschubplattform die Bohrwellen-Drehplattform und die Arbeitsbohrwelle in Querrichtung vorschieben und somit in die Fahrbahnwand bohrt, und wobei das Arbeitsbohrwellen-Stützteil ein- und ausfahrbar an dem Bohrmaschinenträger angeordnet ist und zum Abstützen der Arbeitsbohrwelle beim Hinzufügen einer Bohrwelle dient,
wobei das automatische Bohrwellen-Fördersystem einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder, eine Bohrwellen-Zufuhrplattform, eine hinzuzufügende Bohrwelle, einen Hubhydraulikzylinder und einen DSP-Prozessor umfasst, wobei die Bohrwellen-Zufuhrplattform entlang der Längenrichtung der Abbaustrecke vor oder hinter dem Bohrmaschinenträger angeordnet ist, mit dem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder verbunden ist und durch den Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder zur Bewegung entlang der Abbaustrecke angetrieben wird, wobei die hinzuzufügende Bohrwelle über den Hubhydraulikzylinder horizontal und quer an der Bohrwellen-Zufuhrplattform angeordnet ist und hinsichtlich der Höhenstellung über den Hubhydraulikzylinder eingestellt wird, wobei sowohl an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil als auch an dem Hubhydraulikzylinder jeweils ein Verschiebungssensor vorgesehen und an dem Bohrmaschinenträger ein Endschalter vorgesehen sind, wobei sowohl der Verschiebungssensor als auch der Endschalter mit dem DSP-Prozessor verbunden sind, und wobei über den Verschiebungssensor und den Endschalter eine Anpassung bzw. Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle bis zur koaxialen Ausrichtung mit der Arbeitsbohrwelle ermöglicht wird,
wobei das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem einen ein- und ausfahrbaren Roboterarm und eine CCD-Dual-Kamera (Charge Coupled Device) umfasst, wobei der ein- und ausfahrbare Roboterarm an der Bohrwellen-Drehplattform angeordnet und an dem obersten Ende des ein- und ausfahrbaren Roboterarms eine CCD-Dual-Kamera geklemmt ist, und wobei mittels der Rotationsmotors die Umfangsposition der hinzuzufügenden Bohrwelle relativ zu der Arbeitsbohrwelle eingestellt und über visuelle Positionierung eine automatische Verbindung der hinzuzufügenden Bohrwelle und der Arbeitsbohrwelle verwirklicht wird.A machine vision and multi-sensor fusion based automatic operating system for a coal mining machine includes a coal mining machine main body, an automatic drilling shaft conveying system, and an automatic drilling shaft connecting system,
wherein the coal mining machine main body includes a drill rig, a side support mechanism, a drill lift mechanism, a drill shaft rotating platform, a drill shaft advancing platform, a work drill shaft, and a work drill shaft support member and moves within a mining path in which it operates;
wherein the drill support is arranged horizontally on the drill lifting mechanism, which serves to support the drill support and to adjust its height position, wherein the side support mechanism comprises two pairs of side support hydraulic cylinders and each A pair of lateral support hydraulic cylinders form a support rod that can be retracted and extended at both ends, the two support rods being arranged horizontally in front of and behind the drilling machine carrier in order to enable the drilling machine carrier to be supported and fastened in the transverse direction, with the drilling shaft feed platform on the drilling machine support and the drilling shaft rotating platform are arranged on the drilling shaft feed platform, the working rotating shaft horizontally connected to the drilling shaft rotating platform and, when rotating the working drilling shaft driven by the drilling shaft rotating platform, the drilling shaft feed platform, the drilling shaft rotating platform and the working drilling shaft in the transverse direction advance and thus drill into the roadway wall, and wherein the working drilling shaft support part is arranged on the drilling machine carrier so that it can be retracted and extended and is used to support the working drilling shaft when a drilling shaft is added,
wherein the automatic drilling shaft conveyor system comprises a drilling shaft supply hydraulic cylinder, a drilling shaft supply platform, a drilling shaft to be added, a lifting hydraulic cylinder and a DSP processor, wherein the drilling shaft supply platform is arranged along the length of the excavation in front of or behind the drilling machine support, with the drilling shaft supply -Hydraulic cylinder is connected and is driven by the drilling shaft feed hydraulic cylinder to move along the excavation route, the drilling shaft to be added is arranged horizontally and transversely on the drilling shaft feed platform via the lifting hydraulic cylinder and is adjusted in terms of height via the lifting hydraulic cylinder, both on the working drilling shafts -Support part as well as a displacement sensor are provided on the hydraulic lifting cylinder and a limit switch is provided on the drilling machine support, both the displacement sensor and the limit switch with the DSP process ssor are connected, and the displacement sensor and the limit switch enable adaptation or positioning of the drilling shaft to be added up to coaxial alignment with the working drilling shaft,
wherein the automatic drilling shaft connection system comprises a retractable and extendable robot arm and a CCD dual camera (Charge Coupled Device), wherein the retractable and extendable robot arm is arranged on the drilling shaft rotating platform and at the uppermost end of the retractable and extendable robot arm a CCD dual camera is clamped, and by means of the rotary motor the circumferential position of the drilling shaft to be added is set relative to the working drilling shaft and an automatic connection of the drilling shaft to be added and the working drilling shaft is realized via visual positioning.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper über einen Raupenfördermechanismus innerhalb einer Abbaustrecke bewegt, wobei an dem untersten Bereich des Bohrmaschinen-Hubmechanismus ein Schlitten vorgesehen ist, über den der Bohrmaschinenträger an einer Raupe des Raupenfördermechanismus angeordnet ist.It is preferably provided that the main body of the coal-mining machine moves via a caterpillar conveyor mechanism within a mining section, a slide being provided at the lowermost area of the drilling machine lifting mechanism, via which the drilling machine carrier is arranged on a caterpillar of the caterpillar conveyor mechanism.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an beiden Enden auf der linken bzw. rechten Seite des Bohrmaschinenträgers jeweils ein Infrarotsensor vorgesehen ist, über den der Abstand zwischen der bohrenden Kohlengewinnungsmaschine und der umgebenden Abbaustrecke echtzeitig erfasst wird, womit die Bewegungssicherheit der Kohlengewinnungsmaschine sichergestellt wird.It is preferably provided that an infrared sensor is provided at both ends on the left and right side of the drilling machine carrier, via which the distance between the drilling coal mining machine and the surrounding mining section is recorded in real time, thus ensuring the security of movement of the coal mining machine.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bohrwellen-Drehplattform einen Rotationsmotor und einen Motorhalter umfasst, wobei der Rotationsmotor über den Motorhalter an der Bohrwellen-Vorschubplattform angebracht ist.It is preferably provided that the drilling shaft rotary platform comprises a rotary motor and a motor holder, the rotary motor being attached to the drilling shaft feed platform via the motor holder.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Anzahl des Rotationsmotors der Anzahl der Arbeitsbohrwelle gleicht, wobei die Anzahl des ein- und ausfahrbaren Roboterarms der Anzahl des Rotationsmotors gleicht, so dass sie einander eineindeutig zugeordnet sind.It is preferably provided that the number of rotary motors is equal to the number of working drilling shafts, the number of retractable and extendable robot arms being equal to the number of rotary motors so that they are uniquely assigned to one another.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an einem Verbindungsende der Arbeitsbohrwelle und einem dem Rotationsmotor zugewandten Ende der hinzuzufügenden Bohrwelle jeweils eine erste Verbindungsvorrichtung und an einer Ausgangsseite des Rotationsmotors und einem der Arbeitsbohrwelle zugewandten Ende der hinzuzufügenden Bohrwelle jeweils eine zweite Verbindungsvorrichtung vorgesehen sind, wobei sowohl die erste Verbindungsvorrichtung als auch die zweite Verbindungsvorrichtung zylinderförmig ausgebildet sind und an ihrer äußeren Endfläche jeweils einen Konkav-Konvexblock mit drei Klemmbacken aufweisen, der je zu zweit aufeinander abgestimmt ist, wobei an der Mantelfläche der ersten Verbindungsvorrichtung und der zweiten Verbindungsvorrichtung jeweils drei entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnete Positionierzylinderkörper vorgesehen sind, wobei die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers an der ersten Verbindungsvorrichtung parallel zu der Mittelachse eines Konvexblocks in dem zugeordneten Konkav-Konvexblock mit drei Klemmbacken verläuft, während die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers an der zweiten Verbindungsvorrichtung parallel zu der Mittelachse eines Konkavblocks in dem zugeordneten Konkav-Konvexblock mit drei Klemmbacken verläuft, und wobei die Mittelachse der Positionierzylinderkörper an beiden Enden der hinzuzufügenden Bohrwelle parallel zueinander verläuft. Mit einer derartigen Verbindungsvorrichtung kann eine nahtlose Verbindung einer Bohrwelle mit irgendeiner Arbeitswinkelstellung ermöglicht werden.It is preferably provided that a first connection device is provided on a connecting end of the drilling shaft and one end of the drilling shaft to be added facing the rotary motor, and a second connecting device is provided on an output side of the rotary motor and one end of the drilling shaft to be added facing the working drilling shaft, with both the first connecting device and the second connecting device are cylindrical and each have a concave-convex block with three clamping jaws on their outer end surface, each of which is matched to one another in pairs, with three positioning cylinder bodies arranged uniformly along the circumferential direction on the outer surface of the first connecting device and the second connecting device are provided, wherein the central axis of the positioning cylinder body on the first connecting device parallel to the central axis of a convex block in the zugeo Rdneten concave-convex block with three clamping jaws, while the central axis of the positioning cylinder body on the second connecting device runs parallel to the central axis of a concave block in the associated concave-convex block with three clamping jaws, and the central axis of the positioning cylinder body at both ends of the drilling shaft to be added runs parallel to one another . With a such connecting device can enable a drilling shaft to be seamlessly connected to any working angular position.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der ein- und ausfahrbare Roboterarm an dem Motorhalter angebracht ist und einen ersten Servomotor, einen zweiten Servomotor, einen dritten Servomotor, einen vierten Servomotor, einen fünften Servomotor und einen sechsten Servomotor umfasst, wobei der erste Servomotor den ein- und ausfahrbaren Roboterarm zur horizontalen Drehung, der zweite Servomotor und der dritte Servomotor den ein- und ausfahrbaren Roboterarm zum Schwingen nach oben und unten, der vierte Servomotor den ein- und ausfahrbaren Roboterarm zur Drehung in Umfangsrichtung, der fünfte Servomotor den ein- und ausfahrbaren Roboterarm zum Ein- und Ausfahren und der sechste Servomotor die durch den ein- und ausfahrbaren Roboterarm geklemmte CCD-Dual-Kamera zur Drehung antreiben.It is preferably provided that the retractable and extendable robot arm is attached to the motor holder and comprises a first servomotor, a second servomotor, a third servomotor, a fourth servomotor, a fifth servomotor and a sixth servomotor, the first servomotor the one and retractable robot arm for horizontal rotation, the second servomotor and the third servomotor the retractable and extendable robot arm for swinging up and down, the fourth servomotor the retractable and extendable robot arm for rotation in the circumferential direction, the fifth servomotor the retractable and extendable robot arm for Retraction and extension and the sixth servo motor drive the CCD dual camera clamped by the retractable and extendable robot arm to rotate.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die CCD-Dual-Kamera eine Wimpernschlag-Funktion aufweist, um durch einen unregelmäßigen Wimpernschlag ein Verstopfen der CCD-Dual-Kamera durch Staub während des Betriebs zu vermeiden.It is preferably provided that the CCD dual camera has a blinking function in order to prevent the CCD dual camera from clogging by dust during operation through an irregular blinking of the eye.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem ferner eine Bilderfassungskarte, einen Industrie-PC, ein SPS-ausführbares Steuergerät (Speicherprogrammierbare Steuerung) und ein elektrohydraulisches Proportionalventil umfasst, wobei ein von der CCD-Dual-Kamera aufgenommenes Foto über die Bilderfassungskarte in Form von Daten an den Industrie-PC zur Verarbeitung übermittelt wird, wobei die Industrie-PC das SPS-ausführbare Steuergerät zur Steuerung der Öffnungsgröße des elektrohydraulischen Proportionalventils antreibt, um somit den Rotationsmotor zur Drehung anzutreiben und die Ausgangsseite des Rotationsmotors mit der hinzuzufügenden Bohrwelle zu verbinden.It is preferably provided that the automatic drilling shaft connection system further comprises an image acquisition card, an industrial PC, a PLC-executable control device (programmable logic controller) and an electrohydraulic proportional valve, a photo taken by the CCD dual camera via the image acquisition card in the form of data is transmitted to the industrial PC for processing, the industrial PC driving the PLC-executable control device for controlling the opening size of the electrohydraulic proportional valve, thus driving the rotary motor to rotate and connecting the output side of the rotary motor to the drilling shaft to be added.

Ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine umfasst folgende Schritte:

  • Schritt A: Fördern eines Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers mittels eines Raupenfördermechanismus bis zu einer Arbeitsposition innerhalb einer Abbaustrecke, echtzeitiges Erfassen des Abstands zwischen der Kohlengewinnungsmaschine und der umgebenden Abbaustrecke über einen Infrarotsensor an einem Bohrmaschinenträger während der Bewegung und echtzeitige Anpassung der Förderrichtung und der Geschwindigkeit des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers, um eine Bewegungsnavigation einer bohrenden Kohlengewinnungsmaschine zu ermöglichen,
  • Schritt B: Einstellen der Höhenstellung des Bohrmaschinenträgers über einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus, nachdem der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper die Arbeitsposition innerhalb der Abbaustrecke erreicht hat, Steuern eines seitlichen Stützmechanismus nach Anheben des Bohrmaschinenträgers bis zu der Abbaufront, um eine Abstützung und Befestigung des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers in Querrichtung zu ermöglichen und somit Kohlenflöz abzubauen, Vorschieben und Bohren einer Bohrwellen-Drehplattform und der Arbeitsbohrwelle quer in die Fahrbahnwand unter Antrieb von einer Bohrwellen-Vorschubplattform bei gleichzeitiger Drehung der Arbeitsbohrwelle unter Antrieb von einem Rotationsmotor, Herausfordern der durch den Bohrkopf abgebauten Kohle mittels der Bohrwelle und Herausfördern der abgefallenen Kohle mittels eines Förderers,
  • Schritt C: Beenden der Drehung des Rotationsmotors und Abstützen der Arbeitsbohrwelle über ein angehobenes Arbeitsbohrwellen-Stützteil nach völligem Bohren der Arbeitsbohrwelle in das Kohlenflöz, Entkoppeln der Ausgangsseite des Rotationsmotors von der Arbeitsbohrwelle, Zurückziehen der Bohrwellen-Drehplattform bis zu der Ausgangsposition unter Antrieb von der Bohrwellen-Vorschubplattform, um somit eine Bohrwelle hinzuzufügen,
  • Schritt D: Anheben einer hinzuzufügenden Bohrwelle mittels eines Brückenkrans bis auf einen Hubhydraulikzylinder, Fördern der hinzuzufügenden Bohrwelle bis auf den Bohrmaschinenträger durch eine Bohrwellen-Zufuhrplattform unter Antrieb von einem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder, Senden eines Signals durch einen Endschalter an einen DSP-Prozessor zur Verarbeitung, wenn die Bohrwellen-Zufuhrplattform die Stelle des Endschalters erreicht, Stillhalten der Bohrwellen-Zufuhrplattform durch einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder an der Stelle des Endschalters unter Steuerung von dem DSP-Prozessor, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle in der horizontalen Richtung zu ermöglichen, Einstellen der Höhenstellung der hinzuzufügenden Bohrwelle über den Hubhydraulikzylinder, Steuern der Höhenstellung der hinzuzufügenden Bohrwelle anhand der Rückkopplung eines Verschiebungssensors bei gleichzeitiger Steuerung des Hubhydraulikzylinders über den DSP-Prozessor in Abhängigkeit von der vertikalen Positionsinformation der Arbeitsbohrwelle, die von dem Verschiebungssensor an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil aufgezeichnet wird, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle in der vertikalen Richtung zu verwirklichen,
  • Schritt E: Aufnehmen eines Satzes von Fotos einer ersten Verbindungsvorrichtung an der hinzuzufügenden Bohrwelle mittels einer CCD-Dual-Kamera nach koaxialer Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle und der Arbeitsbohrwelle, Übermitteln der Daten über eine Bilderfassungskarte an einen Industrie-PC zur Verarbeitung, um Information über die Umfangsposition eines Positionierzylinderkörpers an der ersten Verbindungsvorrichtung der hinzuzufügenden Bohrwelle zu erhalten, Einstellen der Position und der Winkelstellung der CCD-Dual-Kamera über einen ein- und ausfahrbaren Roboterarm, so dass die erste Verbindungsvorrichtung der hinzuzufügenden Bohrwelle in der Mitte des Bildes liegt, Steuern der Öffnungsgröße eines elektrohydraulischen Proportionalventils durch ein SPS-ausführbares Steuergerät unter Antrieb von dem Industrie-PC nach erfolgter Einstellung, um den Rotationsmotor zur Drehung anzutreiben, Beenden der Drehung des Rotationsmotors, wenn die von der CCD-Dual-Kamera erfasste Umfangsposition des Positionierzylinderkörpers an dem Rotationsmotor der Umfangsposition des Positionierzylinderkörpers an der ersten Verbindungsvorrichtung der hinzuzufügenden Bohrwelle entspricht, wobei nun ein an der ersten Verbindungsvorrichtung der hinzuzufügenden Bohrwelle angeordneter Konkav-Konvexblock mit drei Klemmbacken und ein an der Ausgangsseite des Rotationsmotors angeordneter Konkav-Konvexblock mit drei Klemmbacken aufeinander in Umfangsrichtung abgestimmt sind, womit eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle in Umfangsrichtung ermöglicht wird, Vorschieben des Rotationsmotors durch die Bohrwellen-Vorschubplattform, um die hinzuzufügende Bohrwelle mit der Ausgangsseite des Rotationsmotors zu verbinden,
  • Schritt F: Steuern der Öffnungsgröße des elektrohydraulischen Proportionalventils durch das SPS-ausführbare Steuergerät unter Antrieb von dem Industrie-PC nach Verbinden der hinzuzufügenden Bohrwelle mit der Ausgangsseite des Rotationsmotors, so dass sich der Rotationsmotor um einen jenem im Schritt E entgegengesetzten Winkel bis zu der Ausgangsposition dreht, wobei nun die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers an einer zweiten Verbindungsvorrichtung der hinzuzufügenden Bohrwelle parallel zu der Mittelachse des Positionierzylinderkörpers an der Arbeitsbohrwelle verläuft, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle und der Arbeitsbohrwelle in Umfangsrichtung zu ermöglichen, Vorschieben der Bohrwellen-Drehplattform durch die Bohrwellen-Vorschubplattform, um die hinzuzufügende Bohrwelle mit der Arbeitsbohrwelle zu verbinden und einen nächsten Bohrvorgang zum Kohlenabbau auszuführen.
A machine vision and multi-sensor fusion based automated operating method for a coalmaking machine includes the following steps:
  • Step A: Conveying a coal mining machine main body by means of a caterpillar conveyor mechanism to a working position within a mining section, real-time detection of the distance between the coal mining machine and the surrounding mining section via an infrared sensor on a drilling machine carrier during movement and real-time adjustment of the conveying direction and the speed of the coal mining machine. Main body to enable motion navigation of a drilling coal-producing machine,
  • Step B: Adjusting the height position of the drilling machine carrier via a drilling machine lifting mechanism after the coal mining machine main body has reached the working position within the mining section, controlling a lateral support mechanism after lifting the drilling machine carrier up to the mining front, in order to support and fasten the coal mining machine main body in To enable transverse direction and thus to mine coal seam, advancing and drilling a drilling shaft rotary platform and the working drilling shaft transversely into the road wall under the drive of a drilling shaft advancing platform with simultaneous rotation of the working drilling shaft under the drive of a rotary motor, challenging the coal mined by the drilling head by means of the drilling shaft and conveying out the fallen coal by means of a conveyor,
  • Step C: Ending the rotation of the rotary motor and supporting the working drilling shaft via a raised working drilling shaft support part after the working drilling shaft has been completely drilled into the coal seam, decoupling the output side of the rotary motor from the working drilling shaft, retracting the drilling shaft rotary platform to the starting position while being driven by the drilling shafts - feed platform to add a drilling shaft,
  • Step D: Lifting a drilling shaft to be added by means of an overhead crane up to a lifting hydraulic cylinder, conveying the drilling shaft to be added up to the drilling machine support through a drilling shaft feed platform driven by a drilling shaft feed hydraulic cylinder, sending a signal through a limit switch to a DSP processor for processing, when the drilling shaft feed platform reaches the position of the limit switch, stopping the drilling shaft feed platform by a drill shaft feed hydraulic cylinder at the position of the limit switch under the control of the DSP processor to enable precise positioning of the drilling shaft to be added in the horizontal direction, adjusting the Height adjustment of the drilling shaft to be added via the lifting hydraulic cylinder, control of the height position of the drilling shaft to be added based on the feedback of a displacement sensor with simultaneous control of the lifting hydraulic cylinder via the DSP processor as a function of n the vertical position information of the working drilling shaft recorded by the displacement sensor on the working drilling shaft supporting part to realize accurate positioning of the drilling shaft to be added in the vertical direction,
  • Step E: Taking a set of photos of a first connection device on the drilling shaft to be added by means of a CCD dual camera after the coaxial positioning of the drilling shaft to be added and the working drilling shaft, transmission of the data via an image acquisition card to an industrial PC for processing in order to obtain information about the To obtain the circumferential position of a positioning cylinder body on the first connecting device of the drilling shaft to be added, setting the position and the angular position of the CCD dual camera via an extendable and retractable robot arm so that the first connecting device of the drilling shaft to be added is in the center of the image, controlling the Opening size of an electrohydraulic proportional valve by a PLC-executable control device under drive from the industrial PC after setting to drive the rotary motor to rotate, stopping the rotation of the rotary motor when the circumference detected by the CCD dual camera position of the positioning cylinder body on the rotary motor corresponds to the circumferential position of the positioning cylinder body on the first connecting device of the drilling shaft to be added, with a concave-convex block with three clamping jaws arranged on the first connecting device of the drilling shaft to be added and a concave-convex block with three clamping jaws arranged on the output side of the rotary motor are matched to one another in the circumferential direction, which enables precise positioning of the drilling shaft to be added in the circumferential direction, advancing the rotary motor through the drilling shaft feed platform in order to connect the drilling shaft to be added to the output side of the rotary motor,
  • Step F: Controlling the opening size of the electrohydraulic proportional valve by the PLC-executable control device under the drive of the industrial PC after connecting the drilling shaft to be added to the output side of the rotary motor, so that the rotary motor is at an angle opposite to that in step E up to the starting position rotates, the central axis of the positioning cylinder body now running parallel to the central axis of the positioning cylinder body on the working drilling shaft on a second connection device of the drilling shaft to be added, in order to enable precise positioning of the drilling shaft to be added and the working drilling shaft in the circumferential direction, advancing the drilling shaft rotary platform through the drilling shafts Feed platform to connect the drilling shaft to be added to the working drilling shaft and to carry out a next drilling operation for coal mining.

Vorteilhafte Auswirkung: Das auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basierte automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine und das zugehörige Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik durch folgende Vorteile aus: 1. einen hohen Integrationsgrad und Automatisierungsgrad, sicheren und zuverlässigen Betrieb und gesparten manuellen Aufwand, 2. Verwirklichen einer Integration der Bewegung einer bohrenden Kohlengewinnungsmaschine, des Einbohrens, des Hinzufügens einer Bohrwelle und des Betriebs unter Verwendung von maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion, womit die Dauer zum Hinzufügen einer Bohrwelle für eine bohrende Kohlengewinnungsmaschine verkürzt, die Gewinnungseffizienz dünner und sehr dünner Kohlenflöze wesentlich erhöht und die Kosten gespart werden.Advantageous effect: The automatic operating method based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal extraction machine and the associated method according to the present invention are distinguished over the prior art by the following advantages: 1. A high degree of integration and automation, safe and reliable Operation and saved manual effort, 2. Realize an integration of the movement of a drilling coal making machine, drilling, adding a drilling shaft, and operation using machine vision and multi-sensor fusion, thus reducing the time required to add a drilling shaft for a drilling coal making machine shortened, the extraction efficiency of thin and very thin coal seams significantly increased and costs are saved.

FigurenlisteFigure list

Es zeigen

  • 1 eine Draufsicht auf den Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper nach der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Frontansicht des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers nach der vorliegenden Erfindung,
  • 3 den Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper nach der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von links,
  • 4 den Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper nach der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von rechts,
  • 5 die hinzuzufügende Bohrwelle nach der vorliegenden Erfindung in einer strukturellen Darstellung,
  • 6 die erste Verbindungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer strukturellen Darstellung,
  • 7 die zweite Verbindungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer strukturellen Darstellung,
  • 8 den ein- und ausfahrbaren Roboterarm nach der vorliegenden Erfindung in einer strukturellen Darstellung,
  • 9 das automatische Bohrwellen-Fördersystem nach der vorliegenden Erfindung in einem strukturellen Blockdiagramm,
  • 10 einen Steuervorgang des automatischen Bohrwellen-Fördersystems nach der vorliegenden Erfindung in einem Ablaufdiagramm,
  • 11 das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem nach der vorliegenden Erfindung in einem strukturellen Blockdiagramm,
  • 12 einen Steuervorgang des automatischen Bohrwellen-Verbindungssystems nach der vorliegenden Erfindung in einem Ablaufdiagramm,
Show it
  • 1 a plan view of the coal-producing machine main body according to the present invention;
  • 2 a front view of the coal making machine main body according to the present invention;
  • 3 the coal-mining machine main body according to the present invention in a left view,
  • 4th the coal mining machine main body according to the present invention in a right view,
  • 5 the drilling shaft to be added according to the present invention in a structural representation,
  • 6th the first connecting device according to the present invention in a structural illustration,
  • 7th the second connecting device according to the present invention in a structural illustration,
  • 8th the retractable and extendable robot arm according to the present invention in a structural representation,
  • 9 the drilling shaft automatic conveyor system according to the present invention in a structural block diagram;
  • 10 a control process of the automatic drilling shaft conveyor system according to the present invention in a flowchart,
  • 11 the automatic drilling shaft connection system according to the present invention in a structural block diagram;
  • 12 a control process of the automatic drilling shaft connection system according to the present invention in a flowchart,

Die Zeichnungen umfassen folgende Bezugszeichen: 1-Bohrmaschinenträger, 2-Bohrwellen-Drehplattform, 3-Bohrwellen-Vorschubplattform, 4-Bohrmaschinen-Hubmechanismus, 5-Bohrwellen-Zufuhrplattform, 6-Arbeitsbohrwelle, 7-Arbeitsbohrwellen-Stützteil, 8-seitlicher Stütz-Hydraulikzylinder, 9-Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder, 10-Endschalter, 11-Hubhydraulikzylinder, 12-Verschiebungssensor, 13-hinzuzufügende Bohrwelle, 14-ein und ausfahrbarer Roboterarm, 15-CCD-Dual-Kamera, 16-Infrarotsensor, 17-erste Verbindungsvorrichtung, 18-zweite Verbindungsvorrichtung, 19-Konkav-Konvexblock mit drei Klemmbacken, 20-Positionierzylinderkörper, 2-1-erster Rotationsmotor, 2-2-Motorhalter, 14-l-erster Servomotor, 14-2-zweiter Servomotor, 14-3-dritter Servomotor, 14-4-vierter Servomotor, 14-5-fünfter Servomotor, 14-6-sechster Servomotor.The drawings include the following reference numerals: 1 drilling machine support, 2 drilling shaft rotating platform, 3 drilling shaft feed platform, 4 drilling machine lifting mechanism, 5 drilling shaft feed platform, 6 working drilling shaft, 7 working drilling shaft support part, 8-side supporting hydraulic cylinder , 9-drilling shaft feed hydraulic cylinder, 10-limit switch, 11-lifting hydraulic cylinder, 12-displacement sensor, 13-drilling shaft to be added, 14-robotic arm that can be retracted and extended, 15-CCD dual camera, 16-infrared sensor, 17-first connection device, 18- second connecting device, 19-concave-convex block with three clamping jaws, 20-positioning cylinder body, 2-1-first rotary motor, 2-2-motor holder, 14-l-first servomotor, 14-2-second servomotor, 14-3-third servomotor, 14-4 fourth servo motor, 14-5 fifth servo motor, 14-6 sixth servo motor.

Konkrete AusführungsformConcrete embodiment

Nachfolgend wird anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen.The present invention is discussed in greater detail below using a specific exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings.

Wie aus 1, 2, 3 und 4 zu entnehmen ist, umfasst ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine einen Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper, ein automatisches Bohrwellen-Fördersystem und ein automatisches Bohrwellen-Verbindungssystem.How out 1 , 2 , 3 and 4th As can be seen, a machine vision and multi-sensor fusion based automatic operating system for a coal mining machine includes a coal mining machine main body, an automatic drilling shaft conveying system, and an automatic drilling shaft connecting system.

Dabei umfasst der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper einen Bohrmaschinenträger 1, einen seitlichen Stützmechanismus, einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus 4, eine Bohrwellen-Drehplattform 2, eine Bohrwellen-Vorschubplattform 3, drei Arbeitsbohrwellen 6 und drei Arbeitsbohrwellen-Stützteile 7 und bewegt sich innerhalb einer Abbaustrecke, in der er arbeitet.Here, the coal mining machine main body includes a drilling machine support 1 , a side support mechanism, a drill lift mechanism 4th , a drilling shaft rotating platform 2 , a drilling shaft feed platform 3 , three working drilling shafts 6th and three working boring shaft support members 7th and moves within a mining stretch in which it works.

Der Bohrmaschinenträger 1 ist horizontal an dem Bohrmaschinen-Hubmechanismus 4 angeordnet, der zum Abstützen des Bohrmaschinenträgers 1 und zum Einstellen seiner Höhenstellung dient. Der seitliche Stützmechanismus umfasst zwei Paare von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern 8 und jedes Paar von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern 8 bildet eine an beiden Enden ein- und ausfahrbare Stützstange, wobei die beiden Stützstangen jeweils horizontal vor bzw. hinter dem Bohrmaschinenträger 1 angeordnet sind, um eine Abstützung und Befestigung des Bohrmaschinenträgers 1 in Querrichtung zu ermöglichen. Die Bohrwellen-Vorschubplattform 3 ist an dem Bohrmaschinenträger 1 und die Bohrwellen-Drehplattform 2 ist an der Bohrwellen-Vorschubplattform 3 angeordnet. Die Arbeitsbohrwelle 6 ist horizontal mit der Bohrwellen-Drehplattform 2 verbunden, wobei beim Drehen der Arbeitsbohrwelle 6 unter Antrieb von der Bohrwellen-Drehplattform 2 die Bohrwellen-Vorschubplattform 3 die Bohrwellen-Drehplattform 2 und die Arbeitsbohrwelle 6 in Querrichtung vorschieben und somit in die Fahrbahnwand bohrt. Das Arbeitsbohrwellen-Stützteil 7 ist ein- und ausfahrbar an dem Bohrmaschinenträger 1 angeordnet und dient zum Abstützen der Arbeitsbohrwelle 6 beim Hinzufügen einer Bohrwelle.The drill carrier 1 is horizontal on the drill lift mechanism 4th arranged to support the drill support 1 and is used to adjust its height. The side support mechanism includes two pairs of side support hydraulic cylinders 8th and each pair of side support hydraulic cylinders 8th forms a support rod that can be retracted and extended at both ends, the two support rods each horizontally in front of and behind the drill support 1 are arranged to a support and attachment of the drilling machine carrier 1 to allow in the transverse direction. The drilling shaft feed platform 3 is on the drill carrier 1 and the drilling shaft rotating platform 2 is on the drilling shaft feed platform 3 arranged. The drilling shaft 6th is horizontal with the drilling shaft rotating platform 2 connected, while rotating the drilling shaft 6th powered by the drilling shaft rotating platform 2 the drilling shaft feed platform 3 the drilling shaft rotating platform 2 and the drilling shaft 6th Push forward in the transverse direction and thus drill into the road wall. The drilling shaft support part 7th is retractable and extendable on the drill support 1 arranged and serves to support the working drilling shaft 6th when adding a drilling shaft.

Das automatische Bohrwellen-Fördersystem umfasst einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder 9, eine Bohrwellen-Zufuhrplattform 5, eine hinzuzufügende Bohrwelle 13, einen Hubhydraulikzylinder 11 und einen DSP-Prozessor. Die Bohrwellen-Zufuhrplattform 5 ist entlang der Längenrichtung der Abbaustrecke hinter dem Bohrmaschinenträger 1 angeordnet, mit dem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder 9 verbunden und wird durch den Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder 9 zur Bewegung entlang der Abbaustrecke angetrieben. Die hinzuzufügende Bohrwelle 13 ist über den Hubhydraulikzylinder 11 horizontal und quer an der Bohrwellen-Zufuhrplattform 5 angeordnet und wird hinsichtlich der Höhenstellung über den Hubhydraulikzylinder 11 eingestellt. Sowohl an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil 7 als auch an dem Hubhydraulikzylinder 11 ist jeweils ein Verschiebungssensor 12 vorgesehen und an dem Bohrmaschinenträger 1 ist ein Endschalter 10 vorgesehen. Sowohl der Verschiebungssensor 12 als auch der Endschalter 10 sind mit dem DSP-Prozessor verbunden, wobei über den Verschiebungssensor 12 und den Endschalter 10 eine koaxiale Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 und der Arbeitsbohrwelle 6 ermöglicht wird.The boring shaft automatic conveyor system includes a boring shaft feed hydraulic cylinder 9 , a drilling shaft feed platform 5 , a drilling shaft to be added 13 , a lifting hydraulic cylinder 11 and a DSP processor. The drilling shaft feed platform 5 is along the length of the mining section behind the drill rig 1 arranged with the drilling shaft supply hydraulic cylinder 9 connected and is through the shaft feed hydraulic cylinder 9 driven to move along the mining route. The drilling shaft to be added 13 is via the lifting hydraulic cylinder 11 horizontally and transversely on the drilling shaft feed platform 5 arranged and is with regard to the height position on the lifting hydraulic cylinder 11 set. Both on the working boring shaft support part 7th as well as on the lifting hydraulic cylinder 11 is each a displacement sensor 12 provided and on the drill support 1 is a limit switch 10 intended. Both the displacement sensor 12 as well as the limit switch 10 are connected to the DSP processor, being via the displacement sensor 12 and the limit switch 10 a coaxial positioning of the drilling shaft to be added 13 and the drilling shaft 6th is made possible.

Das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem umfasst drei ein- und ausfahrbare Roboterarme 14 und drei CCD-Dual-Kameras 15 mit einer Wimpernschlagfunktion. Der ein- und ausfahrbare Roboterarm 14 ist an der Bohrwellen-Drehplattform 2 angeordnet und an dem obersten Ende des ein- und ausfahrbaren Roboterarms 14 ist eine CCD-Dual-Kamera 15 geklemmt. Über visuelle Positionierung wird eine automatische Verbindung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 und der Arbeitsbohrwelle 6 verwirklicht.The automatic drilling shaft connection system includes three retractable and extendable robotic arms 14th and three CCD dual cameras 15th with a blink of an eye. The retractable and extendable robot arm 14th is on the drilling shaft rotating platform 2 arranged and at the top of the retractable and extendable robot arm 14th is a CCD dual camera 15th clamped. The drilling shaft to be added is automatically connected via visual positioning 13 and the drilling shaft 6th realized.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper über einen Raupenfördermechanismus innerhalb einer Abbaustrecke bewegt, wobei an dem untersten Bereich des Bohrmaschinen-Hubmechanismus 4 ein Schlitten vorgesehen ist, über den der Bohrmaschinenträger 1 an einer Raupe des Raupenfördermechanismus angeordnet ist. An beiden Enden auf der linken bzw. rechten Seite des Bohrmaschinenträgers 1 ist jeweils ein Infrarotsensor 16 vorgesehen.In the present embodiment it is provided that the Coal mining machine main body moved by a caterpillar conveyor mechanism within a mining section, with the drilling machine lifting mechanism at the lowermost portion 4th a slide is provided over which the drill support 1 is arranged on a caterpillar of the caterpillar conveyor mechanism. At both ends on the left and right side of the drill support 1 is an infrared sensor each 16 intended.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Bohrwellen-Drehplattform 2 drei Rotationsmotoren 2-1 und drei Motorhalter 2-2 umfasst, wobei der Rotationsmotor 2-1 über den Motorhalter 2-2 an der Bohrwellen-Vorschubplattform 3 angebracht ist.In the present embodiment it is provided that the drilling shaft rotary platform 2 three rotary motors 2-1 and three motor mounts 2-2 comprises, wherein the rotary motor 2-1 via the motor mount 2-2 on the drilling shaft feed platform 3 is appropriate.

Wie sich aus 5, 6 und 7 ergibt, sind an einem Verbindungsende der Arbeitsbohrwelle 6 und einem dem Rotationsmotor 2-1 zugewandten Ende der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 jeweils eine erste Verbindungsvorrichtung 17 und an einer Ausgangsseite des Rotationsmotors 2-1 und einem der Arbeitsbohrwelle 6 zugewandten Ende der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 jeweils eine zweite Verbindungsvorrichtung 18 vorgesehen. Sowohl die erste Verbindungsvorrichtung 17 als auch die zweite Verbindungsvorrichtung 18 sind zylinderförmig ausgebildet und an ihrer äußeren Endfläche jeweils einen Konkav-Konvexblock 19 mit drei Klemmbacken aufweisen, der je zu zweit aufeinander abgestimmt ist. An der Mantelfläche der ersten Verbindungsvorrichtung 17 und der zweiten Verbindungsvorrichtung 18 sind jeweils drei entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnete Positionierzylinderkörper 20 vorgesehen. Die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers 20 an der ersten Verbindungsvorrichtung 17 verläuft parallel zu der Mittelachse eines Konvexblocks in dem zugeordneten Konkav-Konvexblock 19 mit drei Klemmbacken, während die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers 20 an der zweiten Verbindungsvorrichtung 18 parallel zu der Mittelachse eines Konkavblocks in dem zugeordneten Konkav-Konvexblock 19 mit drei Klemmbacken verläuft. Die Mittelachse der Positionierzylinderkörper 20 an beiden Enden der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 verläuft parallel zueinander.How out 5 , 6th and 7th results are at one connecting end of the working drilling shaft 6th and one the rotary motor 2-1 facing end of the drilling shaft to be added 13 each a first connecting device 17th and on an output side of the rotary motor 2-1 and one of the working drilling shaft 6th facing end of the drilling shaft to be added 13 a second connecting device each 18th intended. Both the first connecting device 17th as well as the second connecting device 18th are cylindrical and each have a concave-convex block on their outer end face 19th with three clamping jaws, which are matched to each other in pairs. On the outer surface of the first connecting device 17th and the second connecting device 18th are each three positioning cylinder bodies evenly arranged along the circumferential direction 20th intended. The central axis of the positioning cylinder body 20th on the first connector 17th runs parallel to the central axis of a convex block in the associated concave-convex block 19th with three clamping jaws while the central axis of the positioning cylinder body 20th on the second connecting device 18th parallel to the central axis of a concave block in the associated concave-convex block 19th runs with three jaws. The central axis of the positioning cylinder body 20th at both ends of the drilling shaft to be added 13 runs parallel to each other.

Wie aus 8 zu entnehmen ist, ist der ein- und ausfahrbare Roboterarm 14 an dem Motorhalter 2-2 angebracht und umfasst einen ersten Servomotor 14-1, einen zweiten Servomotor 14-2, einen dritten Servomotor 14-3, einen vierten Servomotor 14-4, einen fünften Servomotor 14-5 und einen sechsten Servomotor 14-6, wobei der erste Servomotor 14-1 den ein- und ausfahrbaren Roboterarm 14 zur horizontalen Drehung, der zweite Servomotor 14-2 und der dritte Servomotor 14-3 den ein- und ausfahrbaren Roboterarm 14 zum Schwingen nach oben und unten, der vierte Servomotor 14-4 den ein- und ausfahrbaren Roboterarm 14 zur Drehung in Umfangsrichtung, der fünfte Servomotor 14-5 den ein- und ausfahrbaren Roboterarm 14 zum Ein- und Ausfahren und der sechste Servomotor 14-6 den durch den ein- und ausfahrbaren Roboterarm 14 geklemmten CCD-Dual-Kamera 15 zur Drehung antreiben.How out 8th can be seen, is the retractable and extendable robot arm 14th on the motor mount 2-2 attached and includes a first servo motor 14-1 , a second servo motor 14-2 , a third servo motor 14-3 , a fourth servo motor 14-4 , a fifth servo motor 14-5 and a sixth servo motor 14-6 , being the first servo motor 14-1 the retractable and extendable robot arm 14th for horizontal rotation, the second servo motor 14-2 and the third servo motor 14-3 the retractable and extendable robot arm 14th to swing up and down, the fourth servo motor 14-4 the retractable and extendable robot arm 14th for rotation in the circumferential direction, the fifth servo motor 14-5 the retractable and extendable robot arm 14th for retraction and extension and the sixth servo motor 14-6 through the retractable and extendable robot arm 14th clamped CCD dual camera 15th drive to rotate.

Wie aus 11 zu entnehmen ist, umfasst das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem ferner eine Bilderfassungskarte, einen Industrie-PC, ein SPS-ausführbares Steuergerät und ein elektrohydraulisches Proportionalventil. Ein von der CCD-Dual-Kamera 15 aufgenommenes Foto wird über die Bilderfassungskarte in Form von Daten an den Industrie-PC zur Verarbeitung übermittelt, wobei die Industrie-PC das SPS-ausführbare Steuergerät zur Steuerung der Öffnungsgröße des elektrohydraulischen Proportionalventils antreibt, um somit den Rotationsmotor 2-1 zur Drehung anzutreiben und die Ausgangsseite des Rotationsmotors 2-1 mit der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 zu verbinden.How out 11 As can be seen, the automatic drilling shaft connection system furthermore comprises an image acquisition card, an industrial PC, a PLC-executable control device and an electro-hydraulic proportional valve. One from the CCD dual camera 15th The captured photo is transmitted via the image capture card in the form of data to the industrial PC for processing, whereby the industrial PC drives the PLC-executable control device to control the opening size of the electrohydraulic proportional valve, thus driving the rotary motor 2-1 to drive for rotation and the output side of the rotary motor 2-1 with the drilling shaft to be added 13 connect to.

Ein auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine umfasst folgende Schritte:

  • Schritt A: Fördern eines Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers mittels eines Raupenfördermechanismus bis zu einer Arbeitsposition innerhalb einer Abbaustrecke, echtzeitiges Erfassen des Abstands zwischen der Kohlengewinnungsmaschine und der umgebenden Abbaustrecke über einen Infrarotsensor 16 an einem Bohrmaschinenträger 1 während der Bewegung und echtzeitige Anpassung der Förderrichtung und der Geschwindigkeit des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers, um eine Bewegungsnavigation einer bohrenden Kohlengewinnungsmaschine zu ermöglichen,
  • Schritt B: Einstellen der Höhenstellung des Bohrmaschinenträgers 1 über einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus 4, nachdem der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper die Arbeitsposition innerhalb der Abbaustrecke erreicht hat, Steuern eines seitlichen Stützmechanismus nach Anheben des Bohrmaschinenträgers bis zu der Abbaufront, um eine Abstützung und Befestigung des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers in Querrichtung zu ermöglichen und somit Kohlenflöz abzubauen, Vorschieben und Bohren einer Bohrwellen-Drehplattform 2 und der Arbeitsbohrwelle 6 quer in die Fahrbahnwand (Kohlenflöz) unter Antrieb von einer Bohrwellen-Vorschubplattform 3 bei gleichzeitiger Drehung der Arbeitsbohrwelle 6 unter Antrieb von einem Rotationsmotor 2-1, Herausfordern der durch den Bohrkopf abgebauten Kohle mittels der Bohrwelle und Herausfördern der abgefallenen Kohle mittels eines Förderers,
  • Schritt C: Beenden der Drehung des Rotationsmotors 2-1 und Abstützen der Arbeitsbohrwelle 6 über ein angehobenes Arbeitsbohrwellen-Stützteil 7 nach völligem Bohren der Arbeitsbohrwelle 6 in das Kohlenflöz, Entkoppeln der Ausgangsseite des Rotationsmotors 2-1 von der Arbeitsbohrwelle 6, Zurückziehen der Bohrwellen-Drehplattform 2 bis zu der Ausgangsposition unter Antrieb von der Bohrwellen-Vorschubplattform 3, um somit eine Bohrwelle hinzuzufügen,
  • Schritt D: Automatische Förderung einer hinzuzufügenden Bohrwelle 13 und koaxiale Positionierung mit der Arbeitsbohrwelle 6
A machine vision and multi-sensor fusion based automated operating method for a coalmaking machine includes the following steps:
  • Step A: Conveying a coal-producing machine main body by means of a caterpillar conveyor mechanism to a working position within a mining section, real-time detection of the distance between the coal-producing machine and the surrounding mining section via an infrared sensor 16 on a drilling machine carrier 1 during the movement and real-time adjustment of the conveying direction and the speed of the coal mining machine main body to enable movement navigation of a drilling coal mining machine,
  • Step B: Adjusting the height of the drill support 1 via a drill lifting mechanism 4th After the coal-mining machine main body has reached the working position within the mining section, a lateral support mechanism is controlled after the drilling machine carrier has been raised up to the mining front, in order to enable the coal-mining machine main body to be supported and fastened in the transverse direction and thus to mine coal seam, advance and drill a drilling shaft -Turning platform 2 and the drilling shaft 6th across the road wall (coal seam) driven by a drilling shaft feed platform 3 with simultaneous rotation of the drilling shaft 6th driven by a rotary motor 2-1 Challenging the coal mined by the drill head by means of the drilling shaft and conveying out the fallen coal by means of a conveyor,
  • Step C: stop rotating the rotary motor 2-1 and supporting the drilling shaft 6th via a raised drilling shaft support part 7th after the drilling shaft has been completely bored 6th into the coal seam, decoupling the output side of the rotary motor 2-1 from the drilling shaft 6th , Retraction of the drilling shaft rotating platform 2 up to the starting position under drive from the drilling shaft feed platform 3 so as to add a drilling shaft,
  • Step D: Automatic conveyance of a drilling shaft to be added 13 and coaxial positioning with the drilling shaft 6th

Hinzufügen einer hinzuzufügenden Bohrwelle 13 mittels eines Brückenkrans bis auf einen Hubhydraulikzylinder 11, Fördern der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 bis auf den Bohrmaschinenträger 1 durch eine Bohrwellen-Zufuhrplattform 5 unter Antrieb von einem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder 9, Senden eines Signals durch einen Endschalter 10 an einen DSP-Prozessor zur Verarbeitung, wenn die Bohrwellen-Zufuhrplattform 5 die Stelle des Endschalters 10 erreicht, Stillhalten der Bohrwellen-Zufuhrplattform 5 durch einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder 9 an der Stelle des Endschalters 10 unter Steuerung von dem DSP-Prozessor, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 in der horizontalen Richtung zu ermöglichen, Einstellen der Höhenstellung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 über den Hubhydraulikzylinder 11, Steuern der Höhenstellung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 anhand der Rückkopplung eines Verschiebungssensors 12 bei gleichzeitiger Steuerung des Hubhydraulikzylinders 11 über den DSP-Prozessor in Abhängigkeit von der vertikalen Positionsinformation der Arbeitsbohrwelle 6, die von dem Verschiebungssensor 12 an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil 7 aufgezeichnet wird, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 in der vertikalen Richtung zu verwirklichen, wie sich aus 10 ergibt,

  • Schritt E: Verbinden der hinzufügenden Bohrwelle 13 mit der Ausgangsseite der Rotationsmotor 2-1
Adding a drilling shaft to be added 13 by means of an overhead crane except for a lifting hydraulic cylinder 11 , Conveying the drilling shaft to be added 13 except for the drill carrier 1 through a drilling shaft feed platform 5 powered by a shaft feed hydraulic cylinder 9 , Sending a signal through a limit switch 10 to a DSP processor for processing when the drilling shaft feed platform 5 the position of the limit switch 10 reached, stopping the drilling shaft feed platform 5 by a shaft feed hydraulic cylinder 9 at the position of the limit switch 10 under the control of the DSP processor to accurately position the drilling shaft to be added 13 in the horizontal direction to allow adjustment of the height position of the drilling shaft to be added 13 via the lifting hydraulic cylinder 11 , Control the height of the drilling shaft to be added 13 based on the feedback of a displacement sensor 12 with simultaneous control of the lifting hydraulic cylinder 11 via the DSP processor depending on the vertical position information of the working drilling shaft 6th by the displacement sensor 12 on the working boring shaft support part 7th recorded in order to accurately position the drilling shaft to be added 13 in the vertical direction to realize how out 10 results,
  • Step E: Connect the drilling shaft to be added 13 with the output side of the rotary motor 2-1

Aufnehmen eines Satzes von Fotos einer ersten Verbindungsvorrichtung 17 an der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 mittels einer CCD-Dual-Kamera 15 nach koaxialer Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 und der Arbeitsbohrwelle 6, Übermitteln der Daten über eine Bilderfassungskarte an einen Industrie-PC zur Verarbeitung, um Information über die Umfangsposition eines Positionierzylinderkörpers 20 an der ersten Verbindungsvorrichtung 17 der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 zu erhalten, Einstellen der Position und der Winkelstellung der CCD-Dual-Kamera 15 über einen ein- und ausfahrbaren Roboterarm, so dass die erste Verbindungsvorrichtung 17 der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 in der Mitte des Bildes liegt, Steuern der Öffnungsgröße eines elektrohydraulischen Proportionalventils durch ein SPS-ausführbares Steuergerät unter Antrieb von dem Industrie-PC nach erfolgter Einstellung, um den Rotationsmotor 2-1 zur Drehung anzutreiben, Beenden der Drehung des Rotationsmotors 2-1, wenn die von der CCD-Dual-Kamera 15 erfasste Umfangsposition des Positionierzylinderkörpers 20 an dem Rotationsmotor 2-1 der Umfangsposition des Positionierzylinderkörpers 20 an der ersten Verbindungsvorrichtung 17 der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 entspricht, wobei nun ein an der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 angeordneter Konkav-Konvexblock 19 mit drei Klemmbacken und ein an der Ausgangsseite des Rotationsmotors 2-1 angeordneter Konkav-Konvexblock 19 mit drei Klemmbacken aufeinander in Umfangsrichtung abgestimmt sind, womit eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 in Umfangsrichtung ermöglicht wird, Vorschieben des Rotationsmotors 2-1 durch die Bohrwellen-Vorschubplattform 3, um die hinzuzufügende Bohrwelle 13 mit der Ausgangsseite des Rotationsmotors 2-1 zu verbinden, wie aus 12 zu entnehmen ist,

  • Schritt F: Verbinden der hinzufügenden Bohrwelle 13 mit der Arbeitsbohrwelle 6
Taking a set of photos of a first connector 17th on the drilling shaft to be added 13 using a CCD dual camera 15th after coaxial positioning of the drilling shaft to be added 13 and the drilling shaft 6th , Transmission of the data via an image acquisition card to an industrial PC for processing in order to obtain information about the circumferential position of a positioning cylinder body 20th on the first connector 17th of the drilling shaft to be added 13 to obtain, adjusting the position and the angular position of the CCD dual camera 15th via a retractable and extendable robot arm, so that the first connecting device 17th of the drilling shaft to be added 13 in the middle of the picture is, control of the opening size of an electrohydraulic proportional valve by a PLC-executable control device under drive from the industrial PC after the adjustment to the rotary motor 2-1 to be driven to rotate, stopping the rotation of the rotary motor 2-1 if the from the CCD dual camera 15th detected circumferential position of the positioning cylinder body 20th on the rotary motor 2-1 the circumferential position of the positioning cylinder body 20th on the first connector 17th of the drilling shaft to be added 13 corresponds, with a now on the drilling shaft to be added 13 arranged concave-convex block 19th with three jaws and one on the output side of the rotary motor 2-1 arranged concave-convex block 19th with three clamping jaws are matched to one another in the circumferential direction, with which an exact positioning of the drilling shaft to be added 13 is made possible in the circumferential direction, advancing the rotary motor 2-1 through the drilling shaft feed platform 3 to select the drilling shaft to be added 13 with the output side of the rotary motor 2-1 to connect like out 12 it can be seen that
  • Step F: Connect the drilling shaft to be added 13 with the drilling shaft 6th

Steuern der Öffnungsgröße des elektrohydraulischen Proportionalventils durch das SPS-ausführbare Steuergerät unter Antrieb von dem Industrie-PC nach Verbinden der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 mit der Ausgangsseite des Rotationsmotors 2-1, so dass sich der Rotationsmotor 2-1 um einen jenem im Schritt E entgegengesetzten Winkel bis zu der Ausgangsposition dreht, wobei nun die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers 20 an einer zweiten Verbindungsvorrichtung 18 der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 parallel zu der Mittelachse des Positionierzylinderkörpers an der Arbeitsbohrwelle 6 verläuft, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle 13 und der Arbeitsbohrwelle 6 in Umfangsrichtung zu ermöglichen, Vorschieben der Bohrwellen-Drehplattform 2 durch die Bohrwellen-Vorschubplattform 3, um die hinzuzufügende Bohrwelle 13 mit der Arbeitsbohrwelle 6 zu verbinden und einen nächsten Bohrvorgang zum Kohlenabbau auszuführen. Bei der vorliegenden Erfindung weist der Verbindungs- und Anlageabschnitt des Konkav-Konvexblocks 19 mit drei Klemmbacken eine große Berührungsfläche und einen Berührungsabstand auf. Zudem weist die Bohrwelle eine kurze Länge und eine großeControlling the opening size of the electrohydraulic proportional valve by the PLC-executable control device under drive from the industrial PC after connecting the drilling shaft to be added 13 with the output side of the rotary motor 2-1 so that the rotary motor 2-1 rotates through an angle opposite to that in step E up to the starting position, the central axis of the positioning cylinder body now 20th on a second connecting device 18th of the drilling shaft to be added 13 parallel to the central axis of the positioning cylinder body on the working drilling shaft 6th runs for precise positioning of the drilling shaft to be added 13 and the drilling shaft 6th to enable advancement of the drilling shaft rotary platform in the circumferential direction 2 through the drilling shaft feed platform 3 to select the drilling shaft to be added 13 with the drilling shaft 6th to join and carry out a next coal mining operation. In the present invention, the connecting and abutting portion of the concave-convex block 19th with three jaws a large contact area and a contact distance. In addition, the drilling shaft has a short length and a large one

Steifigkeit auf, so dass bei praktischem Betrieb ein Rutschen und ein Lösen verhindert werden. Beim Betrieb wird mittels der Vorschubplattform eine Schubkraft bereitgestellt, so dass stets eine ausreichende Verbindung der Verbindungsvorrichtungen aufrechterhalten wird.Rigidity, so that slipping and loosening can be prevented in practical operation. During operation, a thrust force is provided by means of the feed platform, so that a sufficient connection of the connecting devices is always maintained.

Bisher wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und es ist darauf hinzuweisen, dass für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet verschiedene Verbesserung und Modifikationen ohne Verlassen des Prinzips der vorliegenden Erfindung möglich sind, die ebenfalls als Schutzumfang der Erfindung betrachtet werden sollen.So far, preferred embodiments of the present invention have been described, and it should be understood that various improvements and modifications can be made to those skilled in the art without departing from the principle of the present invention, which are also to be considered as the scope of the invention.

Claims (10)

Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper, ein automatisches Bohrwellen-Fördersystem und ein automatisches Bohrwellen-Verbindungssystem umfasst, wobei der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper einen Bohrmaschinenträger (1), einen seitlichen Stützmechanismus, einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus (4), eine Bohrwellen-Drehplattform (2), eine Bohrwellen-Vorschubplattform (3), eine Arbeitsbohrwelle (6) und eine Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) umfasst und sich innerhalb einer Abbaustrecke, in der er arbeitet, bewegt, wobei der Bohrmaschinenträger (1) an dem Bohrmaschinen-Hubmechanismus (4) angeordnet ist, der zum Abstützen des Bohrmaschinenträgers (1) und zum Einstellen seiner Höhenstellung dient, wobei der seitliche Stützmechanismus zwei Paare von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern (8) umfasst und jedes Paar von seitlichen Stütz-Hydraulikzylindern (8) eine an beiden Enden ein- und ausfahrbare Stützstange bildet, wobei die beiden Stützstangen jeweils horizontal vor bzw. hinter dem Bohrmaschinenträger (1) angeordnet sind, um eine Abstützung und Befestigung des Bohrmaschinenträgers (1) in Querrichtung zu ermöglichen, wobei die Bohrwellen-Vorschubplattform (3) an dem Bohrmaschinenträger (1) und die Bohrwellen-Drehplattform an der Bohrwellen-Vorschubplattform angeordnet sind, wobei die Arbeitsbohrwelle (6) horizontal mit der Bohrwellen-Drehplattform (2) verbunden und beim Drehen der Arbeitsbohrwelle (6) unter Antrieb von der Bohrwellen-Drehplattform (2) die Bohrwellen-Vorschubplattform die Bohrwellen-Drehplattform (2) und die Arbeitsbohrwelle (6) in Querrichtung vorschieben und somit in die Fahrbahnwand bohrt, und wobei das Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) ein- und ausfahrbar an dem Bohrmaschinenträger (1) angeordnet ist und zum Abstützen der Arbeitsbohrwelle (6) beim Hinzufügen einer Bohrwelle dient, wobei das automatische Bohrwellen-Fördersystem einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9), eine Bohrwellen-Zufuhrplattform (5), eine hinzuzufügende Bohrwelle (13), einen Hubhydraulikzylinder (11) und einen DSP-Prozessor umfasst, wobei die Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) entlang der Längenrichtung der Abbaustrecke vor oder hinter dem Bohrmaschinenträger (1) angeordnet ist, mit dem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9) verbunden ist und durch den Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9) zur Bewegung entlang der Abbaustrecke angetrieben wird, wobei die hinzuzufügende Bohrwelle (13) über den Hubhydraulikzylinder (11) horizontal und quer an der Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) angeordnet ist und hinsichtlich der Höhenstellung über den Hubhydraulikzylinder (11) eingestellt wird, wobei sowohl an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) als auch an dem Hubhydraulikzylinder (11) jeweils ein Verschiebungssensor (12) vorgesehen und an dem Bohrmaschinenträger (1) ein Endschalter (10) vorgesehen sind, wobei sowohl der Verschiebungssensor (12) als auch der Endschalter (10) mit dem DSP-Prozessor verbunden sind, und wobei über den Verschiebungssensor (12) und den Endschalter (10) eine koaxiale Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) und der Arbeitsbohrwelle (6) ermöglicht wird, wobei das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem einen ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) und eine CCD-Dual-Kamera (15) umfasst, wobei der ein- und ausfahrbare Roboterarm (14) an der Bohrwellen-Drehplattform (2) angeordnet und an dem obersten Ende des ein- und ausfahrbaren Roboterarms eine CCD-Dual-Kamera (15) geklemmt ist, und wobei über visuelle Positionierung eine automatische Verbindung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) und der Arbeitsbohrwelle (6) verwirklicht wird.Machine vision and multi-sensor fusion based automatic operating system for a coal mining machine, characterized in that it comprises a coal mining machine main body, an automatic drilling shaft conveyor system and an automatic drilling shaft connecting system, the coal mining machine main body comprising a drilling machine support (1), a lateral support mechanism, a drilling machine lifting mechanism (4), a drilling shaft rotating platform (2), a drilling shaft feed platform (3), a working drilling shaft (6) and a working drilling shaft support part (7) and is located within a mining section in which it works, moves, the drilling machine carrier (1) being arranged on the drilling machine lifting mechanism (4), which serves to support the drilling machine carrier (1) and to adjust its height position, the lateral support mechanism having two pairs of lateral supporting hydraulic cylinders (8 ) includes and each pair of side support hydraulics cylinders (8) forms a support rod that can be retracted and extended at both ends, the two support rods being arranged horizontally in front of and behind the drill support (1) in order to enable the drill support (1) to be supported and fastened in the transverse direction Drilling shaft feed platform (3) are arranged on the drilling machine support (1) and the drilling shaft rotating platform is arranged on the drilling shaft feed platform, the working drilling shaft (6) being connected horizontally to the drilling shaft rotating platform (2) and, when rotating, the working drilling shaft (6) below Drive from the drilling shaft rotating platform (2) advance the drilling shaft feed platform, the drilling shaft rotating platform (2) and the working drilling shaft (6) in the transverse direction and thus drill into the roadway wall, and the working drilling shaft support part (7) being retractable and extendable the drilling machine carrier (1) is arranged and is used to support the working drilling shaft (6) when adding a drilling shaft, the automatic Drill shaft conveying system comprises a drill shaft feed hydraulic cylinder (9), a drill shaft feed platform (5), a drill shaft (13) to be added, a lifting hydraulic cylinder (11) and a DSP processor, the drill shaft feed platform (5) along the length of the The excavation section is arranged in front of or behind the drilling machine carrier (1), is connected to the drilling shaft feed hydraulic cylinder (9) and is driven by the drilling shaft feed hydraulic cylinder (9) to move along the excavation section, the drilling shaft (13) to be added via the lifting hydraulic cylinder ( 11) is arranged horizontally and transversely on the drilling shaft feed platform (5) and the height position is adjusted via the lifting hydraulic cylinder (11), a displacement sensor (11) each on both the working drilling shaft support part (7) and on the lifting hydraulic cylinder (11). 12) and a limit switch (10) are provided on the drilling machine support (1), both the displacement ungssensor (12) and the limit switch (10) are connected to the DSP processor, and the displacement sensor (12) and the limit switch (10) enable coaxial positioning of the drilling shaft (13) to be added and the working drilling shaft (6) , wherein the automatic drilling shaft connection system comprises a retractable and extendable robot arm (14) and a CCD dual camera (15), wherein the retractable and extendable robot arm (14) is arranged on the drilling shaft rotating platform (2) and on the A CCD dual camera (15) is clamped at the top end of the retractable and extendable robot arm, and an automatic connection of the drilling shaft (13) to be added and the working drilling shaft (6) is realized via visual positioning. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper über einen Raupenfördermechanismus innerhalb einer Abbaustrecke bewegt, wobei an dem untersten Bereich des Bohrmaschinen-Hubmechanismus (4) ein Schlitten vorgesehen ist, über den der Bohrmaschinenträger (1) an einer Raupe des Raupenfördermechanismus angeordnet ist.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 1 , characterized in that the coal-mining machine main body moves via a caterpillar conveyor mechanism within a mining section, a slide being provided at the lowermost area of the drilling machine lifting mechanism (4) via which the drilling machine carrier (1) is arranged on a caterpillar of the caterpillar conveyor mechanism. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden auf der linken bzw. rechten Seite des Bohrmaschinenträgers (1) jeweils ein Infrarotsensor (16) vorgesehen ist.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 1 , characterized in that an infrared sensor (16) is provided at both ends on the left and right side of the drilling machine support (1). Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrwellen-Drehplattform (2) einen Rotationsmotor (2-1) und einen Motorhalter (2-2) umfasst, wobei der Rotationsmotor (2-1) über den Motorhalter (2-2) an der Bohrwellen-Vorschubplattform (3) angebracht ist.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 1 , characterized in that the drilling shaft rotary platform (2) comprises a rotary motor (2-1) and a motor holder (2-2), wherein the rotary motor (2-1) via the motor holder (2-2) on the drilling shaft feed platform (3) is attached. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl des Rotationsmotors (2-1) der Anzahl der Arbeitsbohrwelle (6) gleicht, wobei die Anzahl des ein- und ausfahrbaren Roboterarms (14) der Anzahl des Rotationsmotors (2-1) gleicht.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 4 , characterized in that the number of rotary motors (2-1) is equal to the number of working drilling shafts (6), the number of retractable and extendable robot arms (14) being equal to the number of rotary motors (2-1). Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Verbindungsende der Arbeitsbohrwelle (6) und einem dem Rotationsmotor (2-1) zugewandten Ende der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) jeweils eine erste Verbindungsvorrichtung (17) und an einer Ausgangsseite des Rotationsmotors (2-1) und einem der Arbeitsbohrwelle (6) zugewandten Ende der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) jeweils eine zweite Verbindungsvorrichtung (18) vorgesehen sind, wobei sowohl die erste Verbindungsvorrichtung (17) als auch die zweite Verbindungsvorrichtung (18) zylinderförmig ausgebildet sind und an ihrer äußeren Endfläche jeweils einen Konkav-Konvexblock (19) mit drei Klemmbacken aufweist, der je zu zweit aufeinander abgestimmt ist, wobei an der Mantelfläche der ersten Verbindungsvorrichtung (17) und der zweiten Verbindungsvorrichtung (18) jeweils drei entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnete Positionierzylinderkörper (20) vorgesehen sind, wobei die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers (20) an der ersten Verbindungsvorrichtung (17) parallel zu der Mittelachse eines Konvexblocks in dem zugeordneten Konkav-Konvexblock (19) mit drei Klemmbacken verläuft, während die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers (20) an der zweiten Verbindungsvorrichtung (18) parallel zu der Mittelachse eines Konkavblocks in dem zugeordneten Konkav-Konvexblock (19) mit drei Klemmbacken verläuft, und wobei die Mittelachse der Positionierzylinderkörper (20) an beiden Enden der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) parallel zueinander verläuft.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 4 , characterized in that at a connecting end of the working drilling shaft (6) and an end of the drilling shaft (13) to be added facing the rotary motor (2-1) each have a first connecting device (17) and on an output side of the rotary motor (2-1) and a the end of the drilling shaft (13) to be added facing the working drilling shaft (6) each has a second connecting device (18), both the first connecting device (17) and the second connecting device (18) being cylindrical and each having a concave on their outer end surface -Convex block (19) with three clamping jaws, which are matched to one another in pairs, with three positioning cylinder bodies (20) arranged uniformly along the circumferential direction being provided on the outer surface of the first connecting device (17) and the second connecting device (18), wherein the central axis of the positioning cylinder body (20) at the first connection s device (17) runs parallel to the central axis of a convex block in the associated concave-convex block (19) with three clamping jaws, while the central axis of the positioning cylinder body (20) on the second connecting device (18) parallel to the central axis of a concave block in the associated concave Convex block (19) runs with three clamping jaws, and wherein the central axis of the positioning cylinder body (20) runs parallel to each other at both ends of the drilling shaft (13) to be added. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ein- und ausfahrbare Roboterarm (14) an dem Motorhalter (2-2) angebracht ist und einen ersten Servomotor (14-1), einen zweiten Servomotor (14-2), einen dritten Servomotor (14-3), einen vierten Servomotor (14-4), einen fünften Servomotor (14-5) und einen sechsten Servomotor (14-6) umfasst, wobei der erste Servomotor (14-1) den ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) zur horizontalen Drehung, der zweite Servomotor (14-2) und der dritte Servomotor (14-3) den ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) zum Schwingen nach oben und unten, der vierte Servomotor (14-4) den ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) zur Drehung in Umfangsrichtung, der fünfte Servomotor (14-5) den ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) zum Ein- und Ausfahren und der sechste Servomotor (14-6) die durch den ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14) geklemmte CCD-Dual-Kamera (15) zur Drehung antreiben.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 1 , characterized in that the retractable and extendable robot arm (14) is attached to the motor holder (2-2) and has a first servomotor (14-1), a second servomotor (14-2), a third servomotor (14-3 ), a fourth servo motor (14-4), a fifth servo motor (14-5) and a sixth servo motor (14-6), the first servo motor (14-1) the retractable and extendable robot arm (14) to the horizontal Rotation, the second servomotor (14-2) and the third servomotor (14-3) the retractable and extendable robot arm (14) for swinging up and down, the fourth servomotor (14-4) the retractable and extendable robot arm ( 14) for rotation in the circumferential direction, the fifth servomotor (14-5) the retractable and extendable robot arm (14) for retraction and extension and the sixth servomotor (14-6) the one clamped by the retractable and extendable robot arm (14) Drive the CCD dual camera (15) to rotate. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CCD-Dual-Kamera (15) eine Wimpernschlag-Funktion aufweist.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 1 , characterized in that the CCD dual camera (15) has a blink of an eye function. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebssystem für eine Kohlengewinnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Bohrwellen-Verbindungssystem ferner eine Bilderfassungskarte, einen Industrie-PC, ein SPS-ausführbares Steuergerät und ein elektrohydraulisches Proportionalventil umfasst, wobei ein von der CCD-Dual-Kamera (15) aufgenommenes Foto über die Bilderfassungskarte in Form von Daten an den Industrie-PC zur Verarbeitung übermittelt wird, wobei die Industrie-PC das SPS-ausführbare Steuergerät zur Steuerung der Öffnungsgröße des elektrohydraulischen Proportionalventils antreibt, um somit den Rotationsmotor (2-1) zur Drehung anzutreiben und die Ausgangsseite des Rotationsmotors (2-1) mit der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) zu verbinden.Automated operating system based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal making machine Claim 1 , characterized in that the automatic drilling shaft connection system further comprises an image acquisition card, an industrial PC, a PLC-executable control device and an electrohydraulic proportional valve, a photo recorded by the CCD dual camera (15) via the image acquisition card in the form of Data is transmitted to the industrial PC for processing, whereby the industrial PC drives the PLC-executable control device to control the opening size of the electrohydraulic proportional valve in order to drive the rotary motor (2-1) to rotate and the output side of the rotary motor (2- 1) to be connected to the drilling shaft (13) to be added. Auf maschinellem Sehen und Multi-Sensor-Fusion basiertes automatisches Betriebsverfahren für eine Kohlengewinnungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: Schritt A: Fördern eines Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers mittels eines Raupenfördermechanismus bis zu einer Arbeitsposition innerhalb einer Abbaustrecke, Erfassen des Abstands zwischen der Kohlengewinnungsmaschine und der umgebenden Abbaustrecke über einen Infrarotsensor (16) an einem Bohrmaschinenträger (1) während der Bewegung und echtzeitige Anpassung der Förderrichtung und der Geschwindigkeit des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers, um eine Bewegungsnavigation einer bohrenden Kohlengewinnungsmaschine zu ermöglichen, Schritt B: Einstellen der Höhenstellung des Bohrmaschinenträgers (1) über einen Bohrmaschinen-Hubmechanismus (4), nachdem der Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörper die Arbeitsposition innerhalb der Abbaustrecke erreicht hat, Steuern eines seitlichen Stützmechanismus nach Anheben des Bohrmaschinenträgers (1) bis zu der Abbaufront, um eine Abstützung und Befestigung des Kohlengewinnungsmaschinen-Hauptkörpers in Querrichtung zu ermöglichen und somit Kohlenflöz abzubauen, Vorschieben und Bohren einer Bohrwellen-Drehplattform (2) und der Arbeitsbohrwelle (6) quer in die Fahrbahnwand unter Antrieb von einer Bohrwellen-Vorschubplattform (3) bei gleichzeitiger Drehung der Arbeitsbohrwelle unter Antrieb von einem Rotationsmotor (2-1), Schritt C: Beenden der Drehung des Rotationsmotors (2-1) und Abstützen der Arbeitsbohrwelle (6) über ein Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) nach völligem Bohren der Arbeitsbohrwelle (6) in das Kohlenflöz, Entkoppeln der Ausgangsseite des Rotationsmotors (2-1) von der Arbeitsbohrwelle (6), Zurückziehen der Bohrwellen-Drehplattform (2) bis zu der Ausgangsposition unter Antrieb von der Bohrwellen-Vorschubplattform (3), um somit eine Bohrwelle hinzuzufügen, Schritt D: Anheben einer hinzuzufügenden Bohrwelle (13) mittels eines Brückenkrans bis auf einen Hubhydraulikzylinder (11), Fördern der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) bis auf den Bohrmaschinenträger (1) durch eine Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) unter Antrieb von einem Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9), Senden eines Signals durch einen Endschalter (10) an einen DSP-Prozessor zur Verarbeitung, wenn die Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) die Stelle des Endschalters (10) erreicht, Stillhalten der Bohrwellen-Zufuhrplattform (5) durch einen Bohrwellenzufuhr-Hydraulikzylinder (9) an der Stelle des Endschalters (10) unter Steuerung von dem DSP-Prozessor, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) in der horizontalen Richtung zu ermöglichen, Einstellen der Höhenstellung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) über den Hubhydraulikzylinder (11), Steuern der Höhenstellung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) anhand der Rückkopplung eines Verschiebungssensors (12) bei gleichzeitiger Steuerung des Hubhydraulikzylinders (11) über den DSP-Prozessor in Abhängigkeit von der vertikalen Positionsinformation der Arbeitsbohrwelle (6), die von dem Verschiebungssensor (12) an dem Arbeitsbohrwellen-Stützteil (7) aufgezeichnet wird, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) in der vertikalen Richtung zu verwirklichen, Schritt E: Aufnehmen eines Satzes von Fotos einer ersten Verbindungsvorrichtung (17) an der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) mittels einer CCD-Dual-Kamera (15) nach koaxialer Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) und der Arbeitsbohrwelle (6), Übermitteln der Daten über eine Bilderfassungskarte an einen Industrie-PC zur Verarbeitung, um Information über die Umfangsposition eines Positionierzylinderkörpers (20) an der ersten Verbindungsvorrichtung (17) der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) zu erhalten, Einstellen der Position und der Winkelstellung der CCD-Dual-Kamera (15) über einen ein- und ausfahrbaren Roboterarm (14), so dass die erste Verbindungsvorrichtung (17) der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) in der Mitte des Bildes liegt, Steuern der Öffnungsgröße eines elektrohydraulischen Proportionalventils durch ein SPS-ausführbares Steuergerät unter Antrieb von dem Industrie-PC nach erfolgter Einstellung, um den Rotationsmotor (2-1) zur Drehung anzutreiben, Beenden der Drehung des Rotationsmotors (2-1), wenn die von der CCD-Dual-Kamera (15) erfasste Umfangsposition des Positionierzylinderkörpers (20) an dem Rotationsmotor (2-1) der Umfangsposition des Positionierzylinderkörpers (20) an der ersten Verbindungsvorrichtung (17) der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) entspricht, Vorschieben des Rotationsmotors (2-1) durch die Bohrwellen-Vorschubplattform (3), um die hinzuzufügende Bohrwelle (13) mit der Ausgangsseite des Rotationsmotors (2-1) zu verbinden, Schritt F: Steuern der Öffnungsgröße des elektrohydraulischen Proportionalventils durch das SPS-ausführbare Steuergerät unter Antrieb von dem Industrie-PC nach Verbinden der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) mit der Ausgangsseite des Rotationsmotors (2-1), so dass sich der Rotationsmotor (2-1) um einen jenem im Schritt E entgegengesetzten Winkel bis zu der Ausgangsposition dreht, wobei nun die Mittelachse des Positionierzylinderkörpers (20) an einer zweiten Verbindungsvorrichtung (18) der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) parallel zu der Mittelachse des Positionierzylinderkörpers an der Arbeitsbohrwelle (6) verläuft, um eine genaue Positionierung der hinzuzufügenden Bohrwelle (13) und der Arbeitsbohrwelle (6) in Umfangsrichtung zu ermöglichen, Vorschieben der Bohrwellen-Drehplattform (2) durch die Bohrwellen-Vorschubplattform (3), um die hinzuzufügende Bohrwelle (13) mit der Arbeitsbohrwelle (6) zu verbinden und einen nächsten Bohrvorgang zum Kohlenabbau auszuführen.Automatic operating method based on machine vision and multi-sensor fusion for a coal- producing machine, characterized in that it comprises the following steps: Step A: Conveying a coal-producing machine main body by means of a caterpillar conveyor mechanism to a working position within a mining path, detecting the distance between the coal-producing machine and the surrounding mining section via an infrared sensor (16) on a drilling machine carrier (1) during the movement and real-time adjustment of the conveying direction and the speed of the coal mining machine main body in order to enable movement navigation of a drilling coal mining machine, step B: setting the height position of the drilling machine carrier ( 1) via a drilling machine lifting mechanism (4) after the coal-mining machine main body has reached the working position within the mining section, controlling a side support mechanism after lifting of the drilling machine carrier (1) up to the excavation front, in order to enable the main body of the coal mining machine to be supported and fastened in the transverse direction and thus to excavate coal seam, advancing and drilling a drilling shaft rotary platform (2) and the working drilling shaft (6) transversely into the roadway wall under drive from a drilling shaft feed platform (3) with simultaneous rotation of the Working drilling shaft driven by a rotary motor (2-1), step C: Ending the rotation of the rotating motor (2-1) and supporting the working drilling shaft (6) via a working drilling shaft support part (7) after the working drilling shaft (6) has been completely drilled into the Coal seam, decoupling the output side of the rotary motor (2-1) from the working drilling shaft (6), withdrawing the drilling shaft rotating platform (2) to the starting position under drive from the drilling shaft advancing platform (3), thus adding a drilling shaft, step D. : Lifting a drilling shaft (13) to be added by means of a bridge crane up to a lifting hydraulic cylinder (11), conveying the drilling shaft (13) to be added up to the drilling machine carrier (1) through a drilling shaft feed platform (5) driven by a drilling shaft feed hydraulic cylinder (9) ), Sending a signal through a limit switch (10) to a DSP processor for processing when the drilling shaft feed platform (5) reaches the position of the limit switch (10), Holding the drill shaft feed platform (5) still by a drill shaft feed hydraulic cylinder (9) at the location of the limit switch (10) under the control of the DSP processor to allow precise positioning of the drill shaft (13) to be added in the horizontal direction, setting the height position of the drilling shaft (13) to be added via the hydraulic lifting cylinder (11), control of the height position of the drilling shaft (13) to be added based on the feedback of a displacement sensor (12) with simultaneous control of the hydraulic lifting cylinder (11) via the DSP processor depending on the vertical Position information of the working drilling shaft (6) recorded by the displacement sensor (12) on the working drilling shaft support part (7) in order to realize accurate positioning of the drilling shaft (13) to be added in the vertical direction, Step E: Taking a set of photos a first connecting device (17) at the center of the drilling shaft (13) to be added As a CCD dual camera (15) after coaxial positioning of the drilling shaft (13) to be added and the working drilling shaft (6), transmission of the data via an image acquisition card to an industrial PC for processing in order to obtain information about the circumferential position of a positioning cylinder body (20) on the first connecting device (17) to receive the drilling shaft (13) to be added, setting the position and the angular position of the CCD dual camera (15) via an extendable and retractable robot arm (14), so that the first connecting device (17) the drilling shaft (13) to be added lies in the center of the picture, controlling the opening size of an electrohydraulic proportional valve by a PLC-executable control device under drive from the industrial PC after the setting to drive the rotary motor (2-1) to rotate, ending the Rotation of the rotary motor (2-1) when the circumferential position of the positioning cylinder body (20) detected by the CCD dual camera (15) on the Rotary motor (2-1) corresponds to the circumferential position of the positioning cylinder body (20) on the first connecting device (17) of the drilling shaft (13) to be added, advancing the rotating motor (2-1) through the drilling shaft feed platform (3) to move the drilling shaft (13) to be added. 13) to be connected to the output side of the rotary motor (2-1), step F: Control of the opening size of the electrohydraulic proportional valve by the PLC-executable control device under drive from the industrial PC after connecting the drilling shaft (13) to be added to the output side of the rotary motor (2-1), so that the rotary motor (2-1) rotates through an angle opposite to that in step E up to the starting position, the central axis of the positioning cylinder body (20) now being connected to a second connecting device (18) of the drilling shaft to be added ( 13) runs parallel to the central axis of the positioning cylinder body on the working drilling shaft (6) to ensure precise positioning of the to allow to be added drilling shaft (13) and the working drilling shaft (6) in the circumferential direction, advancing the drilling shaft rotary platform (2) through the drilling shaft feed platform (3) to connect the drilling shaft (13) to be added to the working drilling shaft (6) and a carry out the next drilling operation for coal mining.
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