[发明专利]一种煤矿综采工作面采煤机与地质模型的耦合系统

权利要求书

1.一种煤矿综采工作面采煤机与地质模型的耦合系统，其特征在于，包括通过网络设备实现连接的设备端、服务端和空间数据库端，其中：

所述设备端包括采煤机、测量机器人、惯导编码器组合定位装置、GITP模块和煤岩层界线识别装置，GITP模块为地质模型信息传输协议模块；

所述测量机器人用于传导大地坐标实时标定所述惯导编码器组合定位装置的位置；

所述煤岩层界线识别装置安装在所述采煤机上，用于在所述采煤机行进过程中获取当前截割面的煤层顶板、底板的煤岩层界线数据；

所述惯导编码器组合定位装置安装在所述采煤机上，用于获取所述采煤机的实时大地坐标位置和姿态信息；

所述GITP模块安装在所述采煤机上，用于通过所述服务端获取预测截割线数据，根据所述预测截割线数据来调节所述采煤机的滚筒高度，按最优预测截割线自适应割煤；

所述服务端用于通过所述测量机器人传导大地坐标实时标定所述惯导编码器组合定位装置的位置，还用于根据所述惯导编码器组合定位装置的大地坐标和所述采煤机的设备参数计算所述采煤机的实时位置和姿态信息，还用于计算所述采煤机的滚筒的截割轨迹，还用于根据所述煤岩层界线识别装置计算所述采煤机在割煤时截割面的煤层顶板、底板的煤岩层界线数据，还用于根据最新的煤岩层界线数据和最新的地质工程揭露、交接或检修班测量的煤层数据动态更新地质模型，并通过预测截割线计算服务与所述地质模型无缝耦合计算未来N刀的所述最优预测截割线；

所述空间数据库端用于存储测量控制点、所述设备参数、所述地质模型、所述截割轨迹、所述煤岩层界线和所述预测截割线。

2.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述服务端用于提供大地坐标标定服务、截割轨迹计算服务、煤岩层界线计算服务、地质模型更新服务和预测截割线计算服务，其中：

所述大地坐标标定服务用于通过所述测量机器人标定所述惯导编码器组合定位装置的大地坐标，为所述采煤机及相关联的设备提供定位服务；

所述截割轨迹计算服务用于计算所述采煤机在割煤时所述采煤机的滚筒的截割轨迹；

所述煤岩层界线计算服务用于计算所述采煤机在割煤时截割面的煤层顶板、底板的煤岩层界线数据；

所述地质模型更新服务用于获取最新的煤岩层界线数据和最新的地质工程揭露、交接或检修班测量的煤层数据以更新地质模型；

所述预测截割线计算服务用于与所述地质模型无缝耦合计算未来N刀的最优的预测截割线，为所述采煤机自适应截割提供未来N刀的截割路径规划数据。

3.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述测量控制点为当前综采工作面两侧顺槽中的大地坐标控制点，为所述测量机器人提供大地坐标的初始化及更新，进而建立综采工作面中间的大地坐标网络。

4.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述设备参数包括综采工作面内主要设备的基本信息及几何设计参数。

5.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述地质模型为当前综采工作面煤层的高精度三维动态地质模型数据，所述三维动态地质模型数据可随着生产活动获取的新的煤层数据实现动态更新。

6.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述测量控制点、所述地质模型、所述截割轨迹、所述煤岩层界线数据、所述预测截割线均为与所述地质模型数据坐标系一致的空间大地坐标数据。

7.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述GITP模块存储有所述预测截割线，并在所述采煤机割煤时根据对应刀号调用所述预测截割线约束所述采煤机的滚筒调节高度，实现约束所述采煤机按所述预测截割线自适应割煤。