[发明专利]一种综采工作面测量机器人装置和自动测量系统

权利要求书

1.一种综采工作面测量机器人装置，其特征在于，所述测量机器人组成部分包括吊笼、全站仪、棱镜、工控机，其中：

所述吊笼安装于矿井综采工作面液压支架的顶梁上，用于装载所述全站仪、所述工控机和所述棱镜；所述吊笼具备自动整平功能，以保证所述吊笼腔体内的所述全站仪保持水平状态；所述吊笼为防水、防尘、防震的封闭空间，并根据工作面测量前后视方位近似直线特性，在所述吊笼的前后设置透明的视窗以供所述全站仪观测；

所述全站仪是一种集自动目标识别、自动照准、自动测角测距、自动目标跟踪、自动计算、自动存储于一体的测量平台，所述全站仪固定在所述吊笼腔体的中心位置；

所述棱镜是所述全站仪测量的光学目标装置，所述棱镜安装在所述吊笼的底部，所述棱镜的垂直轴线和所述全站仪的对中轴在同一铅垂线上，所述棱镜的XY大地坐标和所述全站仪设站点的XY坐标相同；

所述工控机为工业计算机，搭载在所述吊笼内，所述工控机中部署了测量机器人装置的自动控制程序，用来控制所述工控机所在的所述测量机器人装置本体和调度多个所述测量机器人协同工作；

根据所述测量机器人安装位置和用途不同，所述测量机器人分为主控测量机器人和普通测量机器人，所述主控测量机器人的全站仪是不带陀螺寻北仪的全站仪或带陀螺寻北仪的陀螺全站仪；所述普通测量机器人的全站仪是不带陀螺寻北仪的全站仪；

每个采用不带陀螺寻北仪的全站仪的所述普通测量机器人通过后视已知设站点坐标的测量机器人棱镜进行定向，前视未知设站点坐标的测量机器人棱镜并测量倾角斜距得到前视所述测量机器人的设站点坐标；

其中，所述主控测量机器人指为在矿井综采工作面的机头或者机尾的液压支架顶梁上固定安装的测量机器人；所述普通测量机器人为在矿井综采工作面的中间位置液压支架顶梁上固定安装的测量机器人。

2.根据权利要求1所述的测量机器人装置，其特征在于，确定所述主控测量机器人的设站点坐标方法包括：

(1)所述主控测量机器人后视两个煤壁控制点棱镜，分别观测所述主控测量机器人设站点到两个所述煤壁控制点的斜距和倾角，通过两点后方距离交会方法计算所述主控测量机器人的设站点坐标；

(2)所述主控测量机器人中的全站仪为陀螺全站仪，具有寻北功能，所述陀螺全站仪自动寻北确定所述主控测量机器人设站点到所述煤壁某一控制点棱镜的方位，通过测量所述全站仪到所述控制点的倾角斜距计算所述主控测量机器人的设站点坐标。

3.根据权利要求1所述的测量机器人装置，其特征在于，确定所述普通测量机器人的设站点坐标采用支导线计算方法。

4.一种自动测量系统，其特征在于，包括如权利要求1～3任一所述的测量机器人装置，所述测量机器人中包括主控测量机器人，其中，自动测量系统设备布置包括：

在矿井综采工作面的机头或者机尾同侧顺槽的煤壁上布设控制点棱镜，所述控制点棱镜所在的控制点的大地坐标是事先测量的，所述控制点作为所述主控测量机器人的后视控制点；

在所述矿井综采工作面的机头或者机尾的液压支架顶梁上固定安装所述主控测量机器人；

根据所述矿井综采工作面的起伏情况，在所述矿井综采工作面的液压支架顶梁上分别固定安装普通测量机器人，以保证包括所述主控测量机器人在内的相邻测量机器人之间通视，从而实现整个工作面测控网络的全覆盖。

5.根据权利要求4所述的自动测量系统，其特征在于，所述自动测量系统的工作流程包括：

(1)所述自动测量系统开启运行；

(2)通过所述煤壁控制点计算得到所述主控测量机器人设站点坐标，前视相邻的所述测量机器人棱镜得到该相邻的所述测量机器人的设站点坐标，同时能够测量固定和移动目标大地坐标；

(3)每个所述普通测量机器人，后视已知设站点坐标的所述测量机器人棱镜进行定向，前视未知设站点坐标的所述测量机器人棱镜并测量倾角斜距得到该前视所述测量机器人的设站点坐标，同时，能够测量固定和移动目标大地坐标；

(4)以此类推，实现整个矿井综采工作面所述固定和移动目标的大地坐标测量；

(5)待整个矿井综采工作面所述固定和移动目标的大地坐标测量完毕，系统停止。