采煤机无人驾驶系统

北京龙田华远-采煤机无人驾驶系统

SUDS （Shearer Unmanned Driving System）

系统描述

系统实时读取采煤机滚筒的电压、电流信息，并在机身上安装高精度惯导（选装）、摇臂倾角传感器、行走轴编码器等多种传感器。利用基于RoS平台的SLAM算法，实时检测采煤机的三维空间位置、输出采煤机截割状态（割矸石或割煤炭）、绘制采煤机截割的综采面顶底曲线并进行控制。系统实时读取采煤机滚筒电量信号，通过摇臂倾角传感器值，判断采煤机在截割顶部、底部煤炭或中部煤炭。实时采集采煤机滚筒的电压、电流及倾角传感器中的数据信息，利用SVM机器学习算法，控制采煤机摇臂高度并做往复运动，实现采煤机按照煤岩分层界面平齐截割。系统利用SVM算法，建立采煤、采矸、空采三分类模型，实现在三分类模型下对采煤机截割速度的控制；利用Unity3D技术，在上位机中以三维动画方式实时展示生产场景。

现场痛点

1.传统人工操作，采煤机司机凭经验操作，遇夹矸或硬岩等情况，判断不准，极易出现滚筒过负荷运转，造成采煤机损坏

2.综采无人化的核心是采煤机无人化，技术难度大，涉及多种复杂状况

3.火成岩入侵等恶劣条件下，无法进行自动截割、自动跟机等操作

4.传统人工近距离、长时间操作采煤机，易出现疲劳，造成事故

5.采煤机司机凭经验操作采煤机，实现割顶、扫底的曲线平直度有较大难度

6.工作面割煤期间煤尘、岩尘最大，人工近距离操作割煤，职业危害大

系统功能

1.系统可通过读取摇臂倾角传感器值，利用人工智能修正误差，检测出采煤机截割的空间位置（截割顶部煤炭、底部煤炭或中部煤炭）

2.系统可通过读取实时采集到的采煤机滚筒的电压、电流信息，建立人工智能分类模型，实时检测采煤机的截割状态（截割煤炭或矸石）

3.系统实时识别采煤机空采、采煤、采矸的截割状态，当采煤机截割到矸石时，可对采煤机行走部进行降速

4.系统可实现在采煤机截割顶部或底部煤岩时，检测出滚筒是否将全部煤清扫干净。当未清扫干净时，可控制采煤机往复运动，保持顶底平齐截割

5.系统实时读取采煤机滚筒的电流、电压信息和摇臂倾角传感器值，绘制工作面顶底曲线，并传输到上位机页面

6.系统中加装激光雷达，通过基于RoS平台的SLAM多传感器融合算法，实时解算出采煤机当前位置

7.系统可通过识别到的空采、采煤、采矸三种采煤机截割状态，统计采煤机在三种截割状态下的运行时间并输出统计数据

8.在上位机中实时存储井下传输的各个传感器的原始数据；可按班次、日、周、月、年输出煤机采煤运行轨迹

9.系统预留RS485、RJ45等通讯接口，采用标准Modbus TCP协议，并免费开放数据接口；

10.系统可联网，支持远程数据查询和控制

系统特性

1.系统定位精度高，采煤机北向、东向每刀煤定位误差小于4cm，行走误差低于千分之二

2.系统在火成岩入侵等恶劣条件下，可有条件的进行自动截割操作

3.系统将SVM机器学习算法应用在采煤机煤矸识别，采集相关传感器数据，实现采煤机截割状态的准确识别，填补了业内煤矸识别技术的空白

4.系统可实时检测采煤机割顶、扫底的曲线平直度，有效避免压架、吹架等事故的发生，降低设备维护成本，避免停产检修，保证生产安全高效

5.系统可沿煤岩分界面截割，降低原煤含矸率、提高煤质及工作面回采率

6.系统通过Unity3D技术，在上位机中实时以三维动画方式展示生产场景，不用下井就可以监控井下生产状态

7.系统定制化程度高，与国内主流电液控厂家（郑煤机、天玛、华宁等）均有合作，可对电液控装置、综采面集控装置开放数据、接口等

北京龙田华远科技有限公司

煤矿智能化领导者