[发明专利]悬臂式掘进机的位姿测量系统

摘要

本发明涉及一种悬臂式掘进机的位姿测量系统，其包括：激光指向测距仪和光测角仪。激光指向测距仪分别发出可见激光与红外测距激光，可见激光经光测角仪凸透镜在其焦平面成像，由像点坐标得到光测角仪的光轴相对于激光光束的方向角α′和俯仰角β′，由于预设的光测角仪的光轴与掘进机机身轴线平行，则α′、β′为机身轴线相对于激光光束的方向角和俯仰角，通过平行于掘进机基准平面安装的倾角传感器可得到机身相对于水平面的横滚角γ，进而修正由γ对方向角α′、俯仰角β′测量的影响，完成掘进机相对激光光束的方向角α、俯仰角β及相对水平面横滚角γ姿态参数的测量。由测距激光得到距掘进机机身距离结合激光指向测距仪的位置坐标、光束发射角度参数可得到掘进机位置坐标。由系统输出数据还可得到掘进工作量等信息。

主权项

一种悬臂式掘进机的位姿测量系统，其特征在于：设于巷道内的用于给出巷道掘进方向的激光指向测距仪(1)、设于掘进机上且与掘进机机身轴线平行的光测角仪(2)；光测角仪(2)包括平行于掘进机基准平面设置的倾角传感器(10)；工作时，激光指向测距仪(1)分别发出可见激光与红外测距激光，所述可见激光经光测角仪(2)中的凸透镜(11)在其焦平面成像，由所述可见激光在该焦平面上的像点坐标得到光测角仪(2)的光轴相对于所述可见激光的方向角α′和俯仰角β′，由于光测角仪(2)的光轴与掘进机机身轴线平行，α′、β′即为掘进机机身轴线相对于所述可见激光的方向角和俯仰角，通过所述倾角传感器可得到掘进机机身相对于水平面的横滚角γ，进而通过该横滚角γ对所述方向角α′和俯仰角β′进行修正，从而得出掘进机相对所述可见激光的方向角α、俯仰角β及相对水平面横滚角γ，即得到掘进机的姿态信息；然后，通过所述测距激光得到激光指向测距仪(1)与掘进机机身的间距，结合激光指向测距仪(1)所在点的位置坐标、所述可见激光的光束发射角度参数可得到掘进机的位置坐标，从而完成了掘进机的位置、姿态信息的测量。