Автоматизована безперервна транспортуюча система

1. Спосіб керування автоматизованим двогусеничним або колісним транспортним засобом по маршруту, при цьому транспортний засіб містить контролер гусениці, який має період циклу керування, передню частину, шарнірно з'єднану з подовженою сусідньою передньою конструкцією за допомогою першого візка, і задню частину, шарнірно з'єднану з подовженою сусідньою задньою конструкцією, з'єднаною з другим візком, при цьому кожний візок забезпечує в будь-який даний момент часу мінімальну існуючу відстань ходу між транспортним засобом і відповідною конструкцією, причому маршрут визначається стінками проходів шахти, які перетинаються під однаковими кутами, при цьому спосіб містить такі стадії: одержання першої сукупності даних про відстань від транспортного засобу до прилеглої стінки шахти, яка виміряна датчиком, розташованим на лівій стороні транспортного засобу; одержання другої сук упності даних про відстань від транспортного засобу до прилеглої стінки, яка виміряна датчиком, розташованим на правій стороні транспортного засобу; визначення для кожної сукупності даних про відстань найбільшої групи, яка визначається послідовними відстанями, які мають різницю, меншу за задане значення; розділення для кожної сукупності даних про відстань найбільшої групи на підгрупи за допомогою рекурсивної методики розбиття лінії, при цьому кожна підгрупа визначає лінію; вибір для кожної сукупності даних про відстань двох підгруп, що визначають дві найдовші лінії, які являють собою дві найбільші відстані від транспорт 2 (19) 1 3 77662 4 коліс, який має період циклу керування, перший му засіб фільтрації містить кутовий потенціометр, датчик, розташований на лівій стороні транспортпідключений між рухомими мостовим транспортеного засобу, для одержання першої сукупності ром і сусіднім мостовим конвеєром, і засіб для даних про відстань від транспортного засобу до визначення найкоротшої з двох відстаней ходу прилеглої стінки, другий датчик, розташований на містить перший лінійний потенціометр, підключеправій стороні транспортного засобу, для одерний між першим візком та рухомим мостовим жання другої сукупності даних про відстань від транспортером, і другий лінійний потенціометр, транспортного засобу до прилеглої стінки, при підключений між задньою конструкцією і другим цьому перший і другий датчики визначають ширивізком, перший і другий датчики є інфрачервоними ну маршруту між стінками шахти поблизу трансполазерними сканерами. ртного засобу, засіб для визначення для кожної 4. Спосіб визначення положення і орієнтування сукупності даних про відстань найбільшої групи, автоматизованого транспортного засобу відносно яка визначається послідовними відстанями, які стінки поблизу транспортного засобу, який містить мають різницю, меншу ніж задане значення, засіб наступні стадії: одержання даних про відстань від для розділення для кожної сукупності даних про транспортного засобу до прилеглої стінки шахти, відстань найбільшої групи на підгрупи за допомовиміряної датчиком, розташованим на транспортгою рекурсивного методу розбиття лінії, при цьому ному засобі, визначення найбільшої групи, що викожна підгрупа визначає лінію, для кожної сукупзначається послідовними відстанями, які мають ності даних про відстані засіб для вибору підгрупи, різницю, меншу ніж задане значення, розділення яка визначає найдовшу лінію, при цьому стінка на найбільшої групи на підгрупи за допомогою рекуркожній стороні транспортного засобу представлесивного методу розбиття лінії, при цьому кожна на відповідно вибраною підгрупою, засіб для форпідгрупа містить лінію, а також вибір підгрупи, яка мування з таблиці, складеної на основі значень визначає найдовшу лінію, яка являє собою найбіширини маршруту і кутів поворотів шахти, багатольшу відстань від транспортного засобу до прилечленної кривої, яка зводить до мінімуму функцію глої стінки шахти, в результаті чого відстань від вартості, внаслідок чого вибрана багаточленна транспортного засобу до стінки шахти представкрива представляє маршрут, що забезпечує найлено вибраною підгрупою. більшу імовірність того, що транспортний засіб і 5. Спосіб за п.4, який відрізняється тим, що до передня або задня конструкції не зіткнуться зі стінвизначення найбільшої групи здійснюють фільтраками маршруту, засіб для визначення найближчої цію потенційно помилкових даних. точки на багаточленному маршруті, що має найко6. Спосіб за п.5, який відрізняється тим, що ротшу відстань до центра транспортного засобу, транспортний засіб шарнірно з'єднують з сусідзасіб для визначення кута між подовжньою віссю ньою конструкцією, і фільтрація потенційно помилтранспортного засобу, виміряного від лінії, дотичкових даних включає визначення положення сусіної до найближчої точки, засіб для визначення дньої конструкції і відкидання даних, які найкоротшої відстані з двох відстаней ходу, засіб відповідають ділянці, на якій знаходиться сусідня для визначення швидкості ходу, необхідної для конструкція. транспортного засобу, щоб пройти найкоротшу 7. Спосіб за п.6, який відрізняється тим, що повідстань ходу протягом періоду циклу керування, ложення другого транспортного засобу визначазасіб для визначення кутової швидкості транспорють по куту сусідньої конструкції відносно транстного засобу до найближчої точки, виходячи зі портного засобу. швидкості ходу, засіб для визначення швидкостей 8. Спосіб за п.4, який відрізняється тим, що до лівого і правого коліс або гусениць на основі розділення найбільшої групи здійснюють фільтрашвидкості ходу і кутової швидкості і засіб для вицію потенційно помилкових даних, яка передбачає значення прискорення транспортного засобу за відкидання даних, що мають виміряну відстань, допомогою контролера відповідно до лівої і правої яка перевищує задане граничне значення. швидкостей, внаслідок чого транспортний засіб 9. Спосіб за п.4, який відрізняється тим, що стаздатний прямувати до найближчої точки за багадія одержання даних про відстань, виміряну датточленним маршрутом. чиком, розташованому на транспортному засобі, 3. Система для керування за п.2, яка відрізняєтьвключає вимірювання відстані від точки на трансся тим, що транспортний засіб є рухомим мостопортному засобі до будь-якого об'єкта, розташовавим транспортером, який має ліву гусеницю і праного поблизу транспортного засобу, по суті, у гову гусеницю, передню частину, яка має виконаний ризонтальній площині, при цьому вимірювання з можливістю ковзного переміщення перший візок, включає вимірювання сукупності відстаней в меякий шарнірно з'єднаний з передньою конструкціжах дуги, що проходить від цієї точки і, по суті, у єю, що є першим мостовим конвеєром, та з задгоризонтальній площині, при цьому дані про відньою конструкцією, що є др угим мостовим конвеєстань складаються з сукупності значень послідовром, з'єднаним з іншим рухомим мостовим но виміряних відстаней між цією точкою на транстранспортером, що має другий візок, причому є дві портному засобі і будь-яким об'єктом, контролерні плати пропорційно-інтегральнорозташованим, по суті, у горизонтальній площині. коректуючого сервомеханізму, пов'язані з лівою і 10. Спосіб за п.9, який відрізняється тим, що виправою гусеницями, засіб для фільтрації даних значення найбільшої групи включає визначення про відстань, що являє собою сусідній мостовий різниці виміряної відстані між сусідніми вимірюконвеєр, який визначається першим і другим датваннями, визначення факту можливого перевичиками, при цьому сусідній мостовий конвеєр не щення цією різницею заданого граничного значенрозглядається як частина стінки маршруту, причоня і розділення даних про відстань між сусідніми 5 77662 6 вимірюваннями, якщо різниця між сусідніми вимі15. Спосіб за п.14, який відрізняється тим, що рюваннями перевищує задане граничне значення. таблицю формують в автономному режимі і здійс11. Спосіб за п.4, який відрізняється тим, що винюють додатково наступні стадії: формування бабір підгрупи включає вибір двох підгруп, які визнагаточленної кривої для маршруту з першою ширичають дві найдовші лінії, які являють собою дві ною і першим кутом, виходячи з їх параметрів, що найбільші відстані від транспортного засобу до представляють допустиме положення і орієнтуприлеглої стінки шахти або будь-якої перепони, в вання транспортного засобу і задньої та передньої результаті чого стінка представлена вибраними конструкцій, і виходячи з сукупності довільних кодвома підгрупами. ефіцієнтів; повторення вказаного формування де12. Спосіб за п.11, який відрізняється тим, що кілька разів, кожний раз з іншою сукупністю довіпісля вибору підгрупи здійснюють визначення сисльних коефіцієнтів; визначення коефіцієнтів теми координат на підставі двох найдовши х ліній. багаточленної кривої, які мають мінімальну функ13. Спосіб за п.4, який відрізняється тим, що авцію вартості; запам'ятовування в таблиці коефіцієтоматизованим транспортним засобом є гірничонтів кривої, які представляють зведену до мінімуму добувний транспортний засіб, що знаходиться в функцію вартості, і відповідних перших ширини і шахті, при цьому спосіб визначає положення і орікута, повторення вказаних стадій для інших знаєнтування гірничодобувного автоматизованого чень ширини і кута, внаслідок чого формують табтранспортного засобу по відношенню до стінки з лицю, що має коефіцієнти, які представляють звеобох сторін транспортного засобу і містить такі дену до мінімуму функцію вартості для даних операції: одержання першої сукупності даних про значень ширини і кута. відстань від транспортного засобу до прилеглої 16. Спосіб за п.14, який відрізняється тим, що стінки шахти, виміряної датчиком, розташованим додатково включає такі стадії: зважування зведена першій стороні транспортного засобу; одержанної до мінімуму функції вартості, якщо кути між ня другої сукупності даних про відстань від транстранспортним засобом та сусідніми конструкціями портного засобу до прилеглої стінки шахти, вимімінімізовані; зважування зведеної до мінімуму фуряної датчиком, розташованим на другій стороні нкції вартості, якщо просвіти між конструкціями та транспортного засобу; визначення для кожної сумаршрутом протягом повороту максимізовані; купності даних про відстань найбільшої групи, яка зважування зведеної до мінімуму функції вартості, визначається послідовними відстанями, які мають якщо припустимі похибки для транспортного засорізницю, меншу заданого значення; розділення бу при проходженні по кривій максимізовані. для кожної сукупності даних про відстань найбіль17. Спосіб відстеження маршруту для двогусеничшої гр упи на підгрупи за допомогою рекурсивної ного або двоколісного транспортного засобу, який методики розбиття лінії, при цьому кожна підгрупа містить контролер гусениць або коліс, який має визначає лінію; вибір для кожної сукупності даних період циклу керування і який з'єднаний з щонайпро відстань підгрупи, яка визначає найдовшу ліменше однією конструкцією за допомогою візка, нію, при цьому зовнішні умови шахти представлені що забезпечує в будь-який даний момент часу вибраною підгрупою з перших та други х даних про мінімальну існуючу відстань ходу між транспортвідстань. ним засобом і конструкцією, причому положення і 14. Спосіб планування маршруту для автоматизоорієнтування транспортного засобу в глобальній ваного транспортного засобу по маршруту, при системі координат відомі, і коефіцієнти багатоцьому транспортний засіб має передню частину, членного маршруту, вибудованого в системі глошарнірно з'єднану з подовженою сусідньою пебальних координат, відомі, при цьому спосіб місредньою конструкцією, і задню частину, шарнірно тить такі стадії: визначення точки на з'єднану з подовженою сусідньою задньою консбагаточленному маршруті, що має найкоротшу трукцією, причому маршрут визначається стінкавідстань до центра транспортного засобу; визнами, відкритими на перетинах, кожний з яких має чення кута між подовжньою віссю транспортного кут, по суті, однакового відомого значення в градузасобу, виміряного від лінії, дотичної до найближсах, а положення і орієнтування транспортного чої точки; визначення відстані ходу; визначення засобу відоме відносно маршруту, при цьому спошвидкості ходу, необхідної, щоб транспортний сіб містить такі стадії: визначення ширини маршзасіб пройшов відстань ходу протягом періоду цируту між стінками поблизу транспортного засобу; клу керування; визначення кутової швидкості формування з таблиці, складеної на основі знатранспортного засобу до найближчої точки, вихочень ширини і кутів в градусах, багаточленної кридячи зі швидкості ходу; визначення швидкості лівої вої, яка зводить до мінімуму функцію вартості, і правої гусениць або коліс на основі швидкості внаслідок чого вибрана багаточленна крива предходу і кутової швидкості, прискорення транспортставляє маршрут, що забезпечує найбільшу імовіного засобу за допомогою контролера, відповідно рність того, що транспортний засіб і передня або до лівої і правої швидкостей, внаслідок чого задня конструкції не зіткнуться зі стінками марштранспортний засіб прямує до найближчої точки по руту. багаточленному маршруту. Даний винахід, загалом, відноситься до транспортних засобів з автоматизованим керуванням, і зокрема - до пристрою та способу автоматизування одного або декількох транспортних засобів для підземних гірничих робіт, що застосовуються при безперервному видобутку. При підземній проходці, такій як роботи з видобутку вугілля, бажаною є, з метою підвищення 7 77662 8 продуктивності, безперервна робота пристрою можливістю просування уперед разом з комбайгірничої розробки, що здійснює відбій вугілля із ном безперервної дії, з проходженням різних повибою. Для цього необхідно забезпечити засоби, воротів. Для узгодження з роботою системи кожякі повинні швидко і безперервно відкочувати розний РМТ має на одному або обох кінцях візок. пушений матеріал з місця видобутку в інше віддаВізок виконаний з можливістю ковзного перемілене місце. У наш час існує одна така система щення у подовжньому напрямку і забезпечує точку безперервної відкатки, яка використовується у прикріплення для відповідного мостового конвеєвугільних шахта х, і яка містить сукупність конвеєрра. Візок забезпечує для переднього РМТ можлиних механізмів, з'єднаних один з одним з можливівість просування з відповідним проходженням за стю повороту. Компоненти цієї системи проходять ним заднього мостового транспортера. Задній мошахтою від комбайна безперервної дії. Комбайн стовий конвеєр також буде просувати візок задбезперервної дії розбиває тверді поклади вугілля з нього РМТ. Задній РМТ може залишатися стаціоодержанням матеріалу, розміри якого більш зручні нарним під час просування передніх компонентів. для транспортування у віддалену від комбайна Задній РМТ може потім просуватися аналогічним ділянку. Деякі компоненти цих систем можуть бути чином, просуваючи при цьому ще один вибійний виконані у вигляді самохідних гусеничних р ухомих ланцюговий мостовий конвеєр та візок. Таким чиконвеєрних вузлів, а інші можуть бути виконані у ном, з'єднані компоненти можуть просуватися невигляді конвеєрів, які перекривають проліт між синхронізовано, але при цьому оператор РМТ не рухомими вузлами. Рухомі вузли, що використобуде бачити РМТ попереду або позаду себе і буде вуються в системі безперервної відкатки, іноді мати тільки обмежену можливість огляду вибійних називають рухомими мостовими транспортерами ланцюгових конвеєрів, з'єднаних з його РМТ. Опе(РМТ), і, як правило, вони являють собою ланцюратор РМТ має тільки обмежену можливість оглягові конвеєри, установлені на гусеничних трансподу стінки шахти навпроти водійської кабіни, і його ртних засобах, кожний з яких експлуатує і веде огляд стінки шахти, найближчої до кабіни, обмегірник. жений умовами освітлення та його безпосередУ автоматизованій транспортуючій системі, ньою близькістю до неї. Крім цього, для кожного яка може включати, наприклад, декілька рухомих звичайного РМТ потрібна присутність оператора у мостових транспортерів, перший з декількох рухокабіні постійно під час робіт з видобутку. Так, у мих мостових транспортерів розташований побливипадку довгого ешелону РМТ і вибійних ланцюгозу розвантажувального кінця комбайна безперерввих конвеєрів багато операцій за участю людей ної дії. Рухомий мостовий транспортер збільшують накладні витрати і підвищують ризик переміщається узгоджено з комбайном безперертравматизму. вної дії і приймає здобутий матеріал у невеликий Тому є необхідність створення системи безпебункер на своєму приймальному кінці. В іншому рервної відкатки, що знижує обсяг безпосередньої варіанті між комбайном безперервної дії і рухомим участі людей у роботі системи і що підвищує можмостовим транспортером може бути установлений ливість . точного визначення положення всієї сисподавальний механізм-дробарка для дроблення теми транспортера. великих шматків здобутого матеріалу. РозвантаРМТ або вибійний ланцюговий мостовий конжувальний кінець рухомого мостового транспортевеєр може опинитися на рельєфі, при якому потріра шарнірно з'єднаний з іншим компонентом сисбне регулювання висоти просвіту між ним і покрівтеми безперервної відкатки, звичайно із вибійним лею шахти. РМТ і мостові конвеєри треба при ланцюговим мостовим конвеєром. Ряд шарнірно цьому зупиняти під час ручного регулювання виз'єднаних рухомих мостових транспортерів та моссоти. тових конвеєрів забезпечує засіб для зчленування Мета даного винаходу полягає у створенні системи безперервної відкатки для огинання кутів і способу та пристрою для визначення положення забезпечення можливості переміщення узгоджено рухомого мостового транспортера. Ще одна мета з комбайном безперервної дії. Звичайний РМТ має даного винаходу полягає у створенні способу та ведучу і задню конвеєрні ділянки, виконані з можпристрою для автоматичного підйому та зниження ливістю підйому і зниження під керуванням операконвеєра відповідно до висоти покрівлі і умов підтора. Ці ступені свободи суттєво важливі для залоги. Ще одна мета даного винаходу полягає у безпечення просвітів відповідних кінців вибійного створенні способу та пристрою для визначення ланцюгового конвеєра відносно покрівлі і підлоги в кута між вибійним ланцюговим конвеєром і, щоумовах змінних нахилів та підйомів. Доповнення найменше, одним рухомим мостовим транспортесистеми парами гусеничних транспортних засобів і ром. Ще одна мета даного винаходу полягає у мостовими конвеєрами може збільшити загальну створенні пристрою та способу для визначення довжину системи, згідно з необхідністю даної певпереміщення окремого рухомого мостового трансної операції видобутку. Кінцевий мостовий конвеєр портера та також сукупності рухомих мостових з'єднують або співвідносять зі стрічковим конвеєтранспортерів та вибійних ланцюгових конвеєрів ром, який закріплений на ґрунті під час викорисяк частини системи безперервної відкатки. Ще тання. Тому система безперервної відкатки забезодна мета даного винаходу полягає у створенні печує швидкий та ефективний засіб способу та пристрою для автоматизування безпетранспортування здобутого матеріалу із вибою. рервної транспортуючої системи, в якій досягнуті Сукупність з'єднаних РМТ та вибійних ланцювсі вказані цілі. гових мостових конвеєрів може проходити «зигзаДаний винахід буде більш зрозумілим з нижгом» по відстані, наприклад, декількох сотень фученаведеного докладного опису з посиланнями на тів. Компоненти повинні бути виконані з прикладені креслення, на яких зображене нас 9 77662 10 тупне: установленого на напрямній 28, і є його частиною. Фіг.1 - зображає бокову вертикальну проекцію Охоплюваний хомут 18 виконаний з можливістю звичайного рухомого мостового транспортера та підйому або зниження відносно візка 22 за доповибійного ланцюгового конвеєра, які модифіковані могою звичайних відомих засобів, такого як гідроі використовуються згідно з пристроєм та спосопривід 24, тим самим підіймаючи або знижуючи бом, що описуються; відповідний вибійний ланцюговий конвеєр ЗО. Фіг.2 - вигляд зверху ділянки підземної виробАналогічно, охоплюючий хомут 14 також виконаки, що ілюструє загальне положення і конфігураний з можливістю підйому та зниження, тим самим цію автоматизованої транспортуючої системи, підіймаючи та знижуючи задній вибійний ланцюгозгідно з даним винаходом; вий конвеєр 30 (не зображений) при необхідності і Фіг.3 - схематичний вигляд зверху розташупри наявності відповідного обладнання. Треба вання датчиків згідно з даним винаходом; зазначити, що місцезнаходження охоплюваного Фіг.4 - блок-схему, що ілюструє вхідні та вихідхомута 18 і охоплюючого хомута 32 може бути ні сигнали електронного контролера; протилежним тому, яке зображене на Фіг.1. НаприФіг.5 - блок-схему основного способу керуванклад, охоплюючий хомут 32 можна розташувати на ня згідно з даним винаходом; РМТ 10, і охоплюваний хомут 18 можна розташуФіг.6 - схему типового рекурсивного розділенвати на вибійному ланцюговому конвеєрі 30. ня даних про відстань; Загальний вигляд вузла безперервного видоФіг.7 - блок-схему виведення Алгоритму Вибутк у та транспортування у підземній шахті зобразначення Лінії, згідно з даним винаходом; жений на Фіг.2. Комбайн 40 безперервної дії проФіг.8 - графічне порівняння вимірювання у сисводить виймання не відбитого вугілля або іншого темі координат сканера відносно вимірювання в відповідного матеріалу 42, заштрихованого на глобальній системі координат; Фіг.2, з шахти. Раніше розроблені частини шахти Фіг.9 - вигляд зверху типового маршруту згідно 44 зображені на Фіг.3З не заштрихованими. Комз даним винаходом і відповідних вимірювань; байн 40 безперервної дії подає видобутий матеріФіг.10 - блок-схему дії алгоритму Хука-Джівза. ал в перший РМТ 10А. Потім матеріал транспорЗгідно з переважним варіантом здійснення, тують у наступний РМТ 10В за допомогою першого щонайменше, одна пара рухомого мостового вибійного ланцюгового конвеєра 30А, розташоватранспортера (РМТ) та вибійного ланцюгового ного між РМТ 10А та 10В і прикріпленого до них. В конвеєра безперервної транспортуючої системи, залежності від прохідної відстані для подовження автоматизовані таким чином, що проходження по вузла безперервного видобутку та відкатки можна підземній шахті можливе при невеликому обсязі забезпечити додаткові РМТ 10С, 10D та 10Е і виучасті та керуванні оператором або без нього. Згібійні ланцюгові конвеєри 30В, 30С, 30D, 30Е, надно з одним з варіантів здійснення автоматизуприклад. Конвеєрна стрічка 50, яка є фіксованою і вання забезпечують за рахунок використання суяка подовжується, прикріплена до заднього вибійкупності датчиків, що установлюються на кожному ного ланцюгового конвеєра 30Е, і вона видає виРМТ, та електронного контролера, який приймає добутий матеріал на відповідний курсуючий дані від відповідних датчиків, обробляє дані за транспортний пристрій, на конвеєрну систему або допомогою одного або декількох алгоритмів і потім інший розподільний засіб з шахти. направляє команди в рушійний механізм і мехаПри переміщенні комбайна безперервної дії нізм регулювання висоти РМТ. Хоча, згідно з пеуперед при виконанні гірничих робіт РМТ 10А, 10В, реважним варіантом здійснення, кожний РМТ мо10С, 10D, 10Е і вибійні ланцюгові конвеєра 30А, же діяти (йти за маршрутом) незалежно від іншого 30В, 30С, 30D, 30Е також переміщаються уперед. РМТ у вузлі комбайна безперервної дії, передбаАналогічно, РМТ і вибійні ланцюгові конвеєри печається, що кожний контролер РМТ може обмінюреміщаються назад, щоб комбайн безперервної дії ватися даними і діяти спільно з контролерами інзміг вийти з ділянки, що розробляється. У звичайших РМТ. ній системі безперервної відкатки кожний РМТ Пара рухомого мостового транспортера 10 і 10А, 10В, 10С, 10D, 10Е має водія, щоб керувати вибійного ланцюгового конвеєра ЗО, що наводитьРМТ і приєднаними вибійними ланцюговими конся як приклад, показана на Фіг.1. РМТ 10 перемівеєрами при просуванні по шахті, зокрема, щоб щається за допомогою пари гусеничних вузлів 12. об'їжджати цілики 60 не видобутого матеріалу. Оскільки лівий і правий гусеничні вузли 12 працюЦілики 60 та інший не видобутий матеріал 42 по ють незалежно один від одного, тому повороти суті визначають стінки 62 шахти, через які повинна виконують на різній швидкості відповідних гусенипройти система безперервної відкатки. чних вузлів. Кожний РМТ містить задній охоплююФіг.3 схематично ілюструє загальне компонучий хомут 14 і передній охоплюваний хомут 18. вання датчиків згідно з переважним варіантом Охоплюючий хомут 14 також обмежений отвором здійснення даного винаходу. РМТ 10В та вибійний 16 для розміщення з'єднувального штиря 38 охопланцюговий конвеєр 30В ілюстровані разом з часлюваного хомута 36 заднього вибійного ланцюготковим виглядом вибійного ланцюгового конвеєра вого конвеєра. Відповідно, охоплюваний хомут 18 30А та РМТ 10С. Відповідно до більш докладного містить з'єднувальний штир 20 для приєднання до опису, що наводиться нижче, автоматизована сисотвору 34 охоплюючого хомута 32 вибійного лантема безперервної відкатки згідно з даним винацюгового конвеєра 30, що просувається. Згідно з ходом застосовує три типи компонентів датчика. одним з варіантів здійснення даного винаходу Першими компонентами датчика є засоби 70 виміохоплюваний хомут 18 прикріплений до виконанорювання відстані. Засіб 70 вимірювання відстані го з можливістю ковзного переміщення візка 22, вимірює відстань між РМТ і прилеглою стінкою 11 77662 12 шахти. Щонайменше, застосовують один засіб го фута в секунду, які існують. вимірювання відстані, але переважно використоЗгідно з альтернативним варіантом здійснення вувати декілька засобів. Виявлено, що оптимальдля визначення та регулювання висоти викорисним розташуванням для точних вимірювань є розтовується кінцевий вимикач, до якого прикріплений ташування засобів вимірювання відстані на короткий гнучкий трос. Ближній кінець троса жорсподовжніх сторонах РМТ. Згідно з переважним тко прикріплений до пускового важеля кінцевого здійсненням даного винаходу як засіб вимірюванвимикача. Дальній кінець троса проходить під коння відстані використовуються інфрачервоні лазервеєром і звисає на підлозі шахти під час переміні далекомірні сканери SICK (SICK Optik, Inc., Ніщення транспортного засобу уперед або назад. меччина). Іншими безконтактними пристроями Якщо трос не повинен торкатися підлоги, то його вимірювання відстані є ультразвукові пристрої відносна орієнтація буде майже вертикальною, і вимірювання відстані, що випускаються компанією це положення визначається кінцевим вимикачем. Massa Technologies, Hingham, MA; ці пристрої таКінцевий вимикач, в свою чергу, дає гідравлічному кож можна установлювати на подовжніх сторонах регулюючому клапану підйомника команду знизити РМТ у декількох місцеположеннях. Інші альтернапроліт конвеєра. Якщо трос тягнеться по підлозі, тивні здійснення засобів вимірювання відстані то його відносна орієнтація буде далека від вертивключають в себе датчики контактного типу, які кальної, і це положення аналогічно визначається виконують ті самі вимірювання, такі як пасивні або кінцевим вимикачем. Кінцевий вимикач, в свою рухомі контактні датчики, які визначають присутчергу, дає гідравлічному регулюючому клапану ність стінки шахти засобами дотику, або замикаюкоманду підняти проліт конвеєра. Фахівцеві у даній чи місцевий електричний ланцюг при контакті. У області техніки буде очевидно, що кінцевий вимицих електроконтактних здійсненнях напруга і стр ум кач переважно буде мати зону нечутливості «безповинні строго витримуватися у межах діючих діяльності» відносно регулювання підйому, в якій норм техніки безпеки підземних робіт. Фахівцеві у трос незначною мірою тягнеться по підлозі шахти і даній області техніки буде зрозуміло, що для руйого відносна орієнтація буде майже вертихомих або пасивних контактних датчиків потрібний кальною. засіб виявлення відносного зусилля або обертаУ РМТ згідно з Фіг.1 на його передньому і задльного моменту на такому контактному датчику як ньому хомутах 18, 14 прикріплені штир 20 або гніумова, яка проводить відмінність між вільним пездо 16, які з'єднані з відповідним гніздом 34 або реміщенням контактного датчика в повітрі і перештирем 38 вибійного ланцюгового конвеєра 30. Ці міжним або стійким контактом з більш жорсткою штирі або гнізда забезпечують кутовий азимутальстінкою шахти. ний рух при значенні кута понад 180 градусів, своДругим типом датчика, що використовується в боду кутового підвищення від десяти до двадцяти автоматизованій системі, згідно з даним винахоградусів і свободу кутового крену в декілька градудом, є засіб 76 визначення висоти для вимірювансів. Як указано вище, РМТ містить виконаний з ня просвіту між РМТ 10 з приєднаними вибійними можливістю ковзного руху візок 22, на якому всталанцюговими конвеєрами 30, і або підлогою або новлене одне із з'єднань «штир-гніздо» із вибійним покрівлею проходу ша хти, або тим і іншим разом. ланцюговим конвеєром. Як указано вище при описі Для кожного РМТ 10 переважно потрібний тільки Фіг.1, цей візок прикріплений з можливістю ковзноодин засіб 76 визначення висоти, але для надмірго руху до напрямної 28. Рух цього візка забезпеності можуть використовуватися декілька засобів чує свободу подовжнього ковзного руху для з'єд76 визначення. Згідно з більш докладним описом, нання між одним вибійним ланцюговим конвеєром що наводиться нижче, при реагуванні на вимірюі РМТ, звичайно на зовнішньому кінці РМТ. Як повання, що одержуються засобами визначення виказано на Фіг.3, такий засіб 72 визначення полосоти, висоту прикріплених вибійних ланцюгових ження візка, як лінійний потенціометр, установлеконвеєрів 30 по відношенню до покрівлі шахти моний на кожному РМТ 10, щоб визначати та жна регулювати шляхом гідравлічного підйому або реєструвати відносне переміщення візка 22 на зниження візка 22 за допомогою гідроприводу 24, напрямній 28, щоб, коли буде досягнуте значення або до висоти юбки самих РМТ 10 за допомогою заздалегідь визначеного вимірювання, контролер гідроприводів 26, установлених на вузлах 12 при80 РМТ зміг визначити, що автоматизована трансводу, як схематично зображено на Фіг.1. портуюча система рухається зараз уперед або Згідно з переважним здійсненням даного виназад, і зможе визначити її швидкість. Тобто, якщо находу засобом визначення висоти є, наприклад перший РМТ 10А рухається уперед, то він буде такий ультразвуковий пристрій вимірювання відрухати задній вибійний ланцюговий конвеєр 10А стані, який випускає компанія Massa Technologies уперед. Задній вибійний ланцюговий конвеєр 30А (Hingham, MA). 3 відомого рівня техніки добре вібуде вибійний ланцюговим конвеєром, що просудомо, що ці пристрої передають ультразвуковий вається по відношенню до другого РМТ 10В і буде сигнал, який відбивається від відповідної поверхні, з'єднаний з візком 22, який відноситься до РМТ покрівлі або підлоги шахти, і за яким обчислюють 10В. Конвеєр 30А буде просувати візок 22 уперед відстань між поверхнею та датчиком. Датчик може по напрямній 28, переміщення якого буде визначавизначати цю відстань або просвіт за часовим тися лінійним потенціометром 72. Потім потенціопринципом, наприклад частіше одного вимірюванметр може надіслати сигнал контролеру 80 (Фіг.4) ня в секунду. Визначено, що частота понад 100 про те, що потрібний рух уперед. вимірювань в секунду дає набагато більше даних, Ступені свободи між РМТ та з'єднаним з ним ніж це необхідно для надійного керування на вибійним ланцюговим конвеєром є істотно важлишвидкостях транспортних пристроїв порядку одновими для зв'язку складових частин системи, при 13 77662 14 збереженні свободи об'їжджати цілики та враховузбору даних від відповідних датчиків використовувати точні швидкості і положення кожного РМТ для ють мову графічного програмування LAB VIEW їх несихроності у діапазоні, достатньому для ура(National Instruments, Austin, Texas). Усі керуючі хування можливостей оператора, або, у випадку алгоритми написані на мові «С» і складені у відподаного винаходу, комп'ютера, для керування РМТ. відному форматі, який можна викликати з Якщо кути між РМТ і приєднаними вибійними ланLABVIEW. Контролери на основі ПК здійснюють цюговими конвеєрами дуже великі, то існує небезсполучення з датчиками кожного РМТ по послідопека того, що вся система безперервної відкатки вних або паралельних кабелях. Кожний РМТ також «складеться», або її частина перекинеться. Місцемає контролери 82, 84 швидкості правої і лівої гуположення вибійного ланцюгового конвеєра 30 сениці або системи приводу як частину вузлів принепрямо визначають шляхом визначення кута між воду гусениць. Контролери 82, 84 системи лівого і РМТ 10 та вибійним ланцюговим конвеєром 30 у правого приводу також містять плати керування відповідних штирових-гніздових з'єднаннях. Тому системою приводу. Ці плати одержують команди третій тип датчика, що застосовується в автоматишвидкості від контролера 80 і здійснюють керузованій системі, згідно з даним винаходом і що вання швидкістю у замкненому контурі для гусеілюструється на Фіг.3, є засобом 74 вимірювання ниць, забезпечуючи фактичну швидкість гусениць, кута, який визначає кут між РМТ 10 та приєднаним по можливості найбільш близьку до потрібної вибійним ланцюговим конвеєром 30. Оскільки РМТ швидкості гусениць, з урахуванням пробуксову10 звичайно має приєднані до нього передній і вання і виправлення помилок. задній вибійні ланцюгові конвеєри 30, то кожний Як правило, дані датчиків приймає контролер РМТ буде містити два засоби 74 вимірювання ку80 від засобу 70 вимірювання відстані, засобу 76 та. У переважному варіанті здійснення даного вивизначення висоти, засобу 74 вимірювання кута. находу засобом 74 вимірювання кута є кутовий Датчики і контролер 80 виконані з можливістю безпотенціометр або потенціометр обертання, відоперервного контролювання положення РМТ. В мий з рівня техніки. Звичайне гнучке з'єднання між іншому варіанті при прийомі сигналу заздалегідь потенціометром і точкою прикріплення на штирі визначеного рівня від лінійного потенціометра 72 передбачає можливість кутови х р ухів поза площиконтролер 80 одержує інформацію про те, що виною. Наскільки це відоме автору, ця ознака відсутбійний ланцюговий конвеєр 30А, який йде уперед, ня на будь-яких з'єднаннях гірничого обладнання. переміщує візок 22 уперед або назад, і тому кероКрім цього, найбільш поширений спосіб прикріпваний РМТ повинен переміститися уперед або лення таких зв'язаних одна з одною складових назад. Згідно з більш докладним описом, що навочастин має великі просвіти між по суті циліндричдиться нижче, контролер 80 обробляє дані, що ним штирем і по суті скошеним гніздом. Сферичне приймаються від датчика та обчислює маршрут з'єднання, що звичайно використовується у трейходу РМТ яким він керує. Потім контролер визналерах, не буде відповідати цій меті, оскільки тут чає, чи треба підняти або знизити передній або зручного місцеположення для потенціометра не задній вибійний ланцюговий конвеєр, або обидва має. Даний винахід переважно передбачає устаконвеєри, по відношенню до відстані між підлогою новлення такого потенціометра в сферичній консі покрівлею шахти. Потім контролер направляє трукції з'єднання, щоб звести до мінімуму бокові сигнал руху платам 88, 90 контролера приводу рухи для можливості застосування звичайного лівого і правого контролерів 82, 86 приводу одних гнучкого з'єднання. або обох гусеничних вузлів 12. Контролер 80 таВідповідно до докладного опису, що наводитькож дає сигнал для візка піднятися або знизитися, ся нижче, для автоматизації елементів заявленої якщо це потрібно у зв'язку із зміною просвіту потранспортуючої системи (РМТ 10 і вибійні ланцюкрівлі. Контролер 80 може також виводити відповігові конвеєри 30) дані, що одержуються від відподні дані вимірювання в призначеному для користувідних датчиків, необхідно збирати, об'єднувати та вача форматі, що читається, на дисплей 96. обробляти, щоб транспортуюча система могла Ручний, призначений для користувача, засіб 94 переміщатися відносно комбайна 40 безперервної керування підключається до контролера 80 при дії, і щоб вибійні ланцюгові конвеєри змогли знинеобхідності втручання людини. жуватися відповідно до відстані між підлогою і поФіг.5 ілюструє блок-схему процесу введенкрівлею шахти. Фіг.4 ілюструє загальну схему вхіня/виведення даних, що описується вище більш дних/ви хідних сигналів відповідно до даного детально. Усі порти зв'язку установлюють у ви хідвинаходу. не становище на стадії 100, потім установлюють у Дією безперервної транспортуючої системи, вихідне становище датчики вимірювання відстані згідно з даним винаходом в основному керує елек(лазерні далекоміри SICK) на стадії 102. Також тронний контролер 80. Оскільки кожний РМТ 10 установлюють у вихідне становище 104 датчики може діяти і переважно діє незалежно від інших кута і висоти на стадії 104 і плати контролера сисРМТ в ланцюгу відкатки, тому кожний РМТ 10 має теми приводу на стадії 106. Стадії 100, 102, 104, власний контролер 80. Як контролер 80 у наш час 106 установлення у вихідне становище виконув кожному РМТ переважно використовують персоються контролером 80 на початку роботи з видональний комп'ютер. Контролер РМТ виконаний на бутк у. Починаючи роботи з видобутку, контролер персональному комп'ютері з операційною систенаправляє запити на одержання даних про відмою WINDOWS (Microsoft, Inc., Redmont, стань у лазерних сканерів і датчиків кута і висоти Washington), для якого мінімально потрібний прона стадії 108. Лазерні далекомірні сканери і датчицесор з частотою 200МГц (Intel, Inc., Santa Clara, ки видають дані і показання, що запитуються, в California) і ЗПДВ об'ємом 64 мегабайт. Як засіб контролер 80. Вихідні дані від датчиків запам'ято 15 77662 16 вують і перетворюють на стадії 110 у відповідний валу; др угий - чутливість до умов ґрунту в зв'язку з формат. Необроблені дані про відстань в елеменпоточною конфігурацією. Наприклад, якщо всі кути тах 181, що містять числові матриці, перетворювибійних ланцюгових конвеєрів майже нульові, то бокове пробуксовування залежить тільки від сили ють в 2´181-матрицю, в якій перший і другий ряди тяжіння, місцевого нахилу та дотичного напруженпредставляють кути і відповідні виміряні відстані. ня поверхні. Але якщо обидва кути конвеєра буПоказання кутових та лінійних потенціометрів педуть дорівнювати 90°, то сусідні РМТ будуть створетворюють в кути (градуси) і довжину (дюйми/метри), відповідно. Контролер виводить значурювати крутний момент і бокове зрушуюче зусилля відносно даного РМТ, які легко усун уть щі лінії в даних про відстань за допомогою ефекти нахилу. Контролер повинен враховувати ці Алгоритму Визначення Лінії (АВЛ) на стадії 112. фактори і інші фактори та компенсувати їх. Потім контролер обчислює поточне місцеполоХід РМТ/вибійного ланцюгового конвеєра ження РМТ за результатами АВЛ на стадії 114 і застосовує систему Глобальних Координат для Конструювання системи навігації для автоматизованої безперервної транспортуючої системи результатів АВЛ на стадії 116. Маршрут для РМТ ускладнене, оскільки система безперервної відкатформує контролер на стадії 118, а швидкості двох ки має багато особливих характеристик. Напригусеничних вузлів обчислюють на основі відносної клад, рух безперервної транспортуючої системи погрішності положення і орієнтуванні РМТ відносно маршруту на стадії 120. Далі наведений доклапідкоряється як голономним, так і неголономним обмеженням. Крім цього, число ступенів свободи дний опис стадій 110-120, зокрема викладається системи змінюється в залежності від конфігурації Алгоритм Визначення Лінії. системи, і модель для гусеничних транспортних При ініціюванні ручної корекції 122 програма засобів в системі є дуже ускладненою. Ці характекерування припиняє свою дію 124. При цьому комбайн 40 безперервної дії і кожний РМТ містить ристики створюють труднощі для навігації, сильно ускладнюючи її. аварійний механізм запобіжного стопора. КонтроОсновна концепція навігації заявленої системи лер запитує, чи був задіяний аварійний стопор на в підземних умовах полягає у правильному позистадії 126, і якщо був, то обнуляє команди по ціонуванні кожного РМТ на потрібному місці і завшвидкості гусениць на стадії 128. Потім контролер направляє команди про швидкість гусениць на жди. Для цього кожний РМТ в системі повинен близько триматися віртуального маршруту, проплати на стадії 130 контролера приводу. РМТ покладеного по підлозі шахти. Цей віртуальний мартім йде у відповідному напрямку, якщо не спрацює шрут формує планувальник маршруту на основі аварійний стопор, і при цьому тоді хід буде нульоданих про оточуючу місцевість, визначених, навим. Послідовність керування потім повертається до стадії 108 по контуру 132. приклад, лазерними далекомірами. За рахунок того, що кожний РМТ може переміщатися незалеАвтоматизація ходу РМТ з приєднаними вижно в межах ходу візка, після визначення поточнобійними ланцюговими конвеєрами повинна врахого положення кожного РМТ, система може керувавувати декілька фізичних факторів. Наприклад, ти рухом кожного РМТ таким чином, що він буде місцеположення шарнірів між РМТ і приєднаними вибійними ланцюговими конвеєрами визначає близько дотримуватися планованого маршруту і, одночасно, не вийде з меж візка. Оскільки РМТ свою геометрію системи безперервної відкатки, і можуть переміщатися незалежно один від одного, при відсутності будь-яких інших з усиль вони необто більш ефективним буде застосування місцевого хідні, щоб направляти відповідні сегменти РМТ контролера для кожного РМТ замість одного або приєднаного вибійного ланцюгового конвеєра. Якщо з РМТ взаємодіють значні зусилля, то необцентралізованого контролера для всіх РМТ. Одним видом інформації, яка особливо потріхідно компенсуюче керування, щоб конфігурація бна кожній автономній пересувній системі, є потоспрямовувалася в межах допусків на максимально чне положення і орієнтування (ПіО). Тому система можливих швидкостях. Вплив сили тяжіння і зуповинна мати можливість визначати своє місцепосиль, що передається штирем, в роботі безпосередньо виміряти неможливо, але робочі показники ложення на місці своєї роботи. Згідно з даним винаходом дані про відстань, що одержуються від системи приводу РМТ залежать від них. Для автолазерного сканера, забезпечують можливість обматичного керування РМТ також необхідно знати числення поточних ПіО даного РМТ. За допомогою швидкість (що вимірюється по ведучих колесах), Алгоритму Визначення Лінії (АВЛ) з даних про відщо є в даний момент, і необхідно обчислювати потрібну швидкість на основі, частково, поточного і стань виводять дві найдовші прямі лінії за допомогою рекурсивного методу розбиття лінії. АВЛ прапрогнозованого відхилення від прокладеного марцює з даними про відстань, що одержуються шруту. Якщо передбачити, що прокладений маршодноразово від лазерного сканера. Згідно з Фіг.7 рут виконується, але згідно з новим правилом кена стадії 202 АВЛ приймає дані про відстань, зірування проводиться вибірка останніх даних за конфігурацією системи поблизу РМТ, застосовубрані за допомогою LABVIEW у вигляді 2´181ється внутрішня модель прогнозованого пробуксоматриці, де перший і другий ряди представляють вування і потрібна швидкість компенсується з уракути і виміряні відстані, відповідно. Оскільки кутове хуванням цього пробуксовування. Попередні дані розділення лазерного сканера установлене на 1°, конфігурації системи (положення і кути кожної ланми маємо 181 значення відстані від 0 до 180 граки системи транспортних засобів) значно впливадусів. Після збору даних про відстань алгоритм на ють на потрібну компенсацію, так як можуть дати стадії 204 відфільтровує погані або непотрібні дані два види відомостей: перший - наскільки змінилипро відстань шляхом перевірки переднього і задся умови ґрунту після останнього часового інтернього кутів вибійного ланцюгового конвеєра за 17 77662 18 допомогою кутового потенціометра і відсікає почакутова бісектриса. З іншого боку, якщо значення ткові та кінцеві розділи даних про відстань відповікута менше заданого граничного значення, то подно до цих кутів. За рахунок цього виключається ложення початку знаходиться в точці перетину цих змішання даних про відстань від стінки шахти і двох ліній, а орієнтування можна визначити спососистеми безперервної відкатки. При цьому алгобом, що описується вище. ритм також відкидає всі дані про відстань, згідно з Оскільки дані про відстань вимірюють в систеякими виміряна відстань перевищує задане гранимі координат сканера, тому необхідно перетворити чне значення, щоб уникнути невірного тлумачення точки від системи координат сканера у глобальну даних про відстань. Потім на стадії 206, дані про систему координат. З посиланням на Фіг.8, припувідстань розділяють на групи шляхом перевірки стимо, що ПіО об'єкта в глобальній системі кооррізниці значень послідовно виміряних відстаней. динат буде х, у, q і, що dx, d y, dq є ПіО глобальної Якщо різниця виміряних відстаней перевищує засистеми координат, виведеної з системи коордидане граничне значення, то дані про відстань понат сканера. Орієнтування х-осі системи коордиділяють в цей момент. Це допоможе нам відділити нат dq, визначають як dq=g-(p/2) радіан. Оскільки профілі різних стінок шахти один від одного, щоб місце установлення лазерних сканерів на РМТ вони не створювали один одному перешкод. Після відоме, тому також відомий геометричний центр розділення даних про відстань на групи для подаРМТ відносно кожного датчика. Перетворення кольшого аналізування вибирають найбільшу гр упу, ординат для ПіО даного об'єкта з системи коордищо містить найдовшу лінію. нат сканера в глобальну систему координат можна На стадії 208 алгоритм далі застосовує рекурвиконати у відповідності з такими рівняннями: сивний метод розділення лінії, щоб розділити вибé xù é Xù рану групу даних про відстань на підгрупи. Цей ê ú éR¢ - R¢Porg ù ê ú (1) yú = ê ú Y метод найбільш наочно пояснюється на Фіг.6. На ê 1 ûê ú ê0 0 úê ú ê1 ú ë цій фігурі дана група точок. Метод починається з ë û ë1 û того, що лінію, позначену на Фіг.6 пунктиром, з'єді нують між першою та останньою точками цієї гру(2) q=f-dq пи. Потім обчислюється відстань від кожної точки в де групі до цієї лінії. Якщо найбільша відстань переé cos(dq) - sin(d q) ù вищує задане граничне значення, то алгоритм R=ê ú розділяє групу в точці, яка відповідає найбільшій ë sin(dq) cos(dq)û t відстані від цієї лінії. Група тепер розділена на дві Porg =[dx d y] підгрупи, і ту ж саму процедуру (з'єднання лінії між Χ,Υ,f=ПіО системи координат сканера. першою та останньою точками в кожній підгрупі, Оскільки точне місцеположення лазерного обчислення відстані від кожної точки) далі застосканера на РМТ відоме, ПіО центра геометрії дасовують для обох інших гр уп. Процедуру продовного РМТ в системі координат сканера також відожують, доки задана межа не буде задовольняти мі. Значення dx, dy, dq також відоме з попередньовсім підгрупам. У результаті одержують чотири го обчислення. Тому місцеположення РМТ групи точок, які на Фіг.6 показані суцільними лініявідносно глобальної системи координат можна ми. Після розділення даних про відстань на підвизначити за рівняннями (1) і (2). групи дві найбільші підгрупи, що представляють Після визначення місцеположення для автодві найдовші лінії в даних про відстань, будуть матизування РМТ потім необхідно визначити його вибрані на стадії 210. У цьому випадку перша і напрямок ходу. Планування маршруту у рухомій третя групи зліва будуть вибрані для відповідності робототехніці є однією з самих складних проблем. лініям. Ці дві лінії приблизно представляють весь Одне з рішень полягає у вирішенні проблеми плапрофіль стінок шахти, о хоплених лазерними сканування маршруту ви ходячи з концепції простору нерами у будь-який момент, і їх можна використаконфігурації з максимальним просвітом між вибійти для визначення поточних ПіО даного РМТ у ними ланцюговими конвеєрами і стінками шахти як будь-якому циклі керування. оптимальним критерієм. Але рішення, що описуПісля застосування алгоритму знаходження ється детально нижче, згідно з даним винаходом лінії контролер застосовує алгоритм визначення враховує множинні оптимальні критерії. місцеположення, щоб обчислити і, таким чином, Як показано на Фіг.9 звичайні повороти γ в визначити ПіО даного РМТ. Алгоритм спочатку шахті становлять 90, 120 та 135 градусів, відповідвстановлює глобальну систему координат, що но. Невеликі зміни значень цих кутів виникають зображається на Фіг.8. Кут між двома раніше одечерез помилки спрямовуючої системи комбайна 40 ржаними лініями визначає місцеположення і орієнбезперервної дії. Середня ширина, U, шахтного тування системи координат. Якщо значення кута проходу звичайно дорівнює 20 футам. За значенперевищує задане граничне значення, наприклад нями g та U можна визначити даний тип повороту. 160°, то дві лінії будуть формувати пряму лінію. У Одна з функцій стратегії планування маршруту цьому випадку алгоритм може створити початок полягає у тому, що для будь-якого даного габариту системи координат у будь-якому потрібному нам безперервної транспортуючої системи (СБВ) страмісці по одній з цих двох ліній, але в переважному тегія планування маршруту може формувати найздійсненні даного винаходу початок в якій-небудь надійніший маршрут, якого повинен дотримуватиточці розташовують по цих дво х лініях якомога ся кожний РМТ у СБВ - п унктирна лінія 300. Для ближче до лазерного сканера для простоти. Орієцього розроблений алгоритм планування маршрунтування системи координат визначають, спрямоту. Вхідними даними для цього алгоритму є габавуючи Y-вісь в тому самому напрямку, який має рити шахтового проходу g та U і СБВ, обидві кінце 19 77662 20 ві точки маршруту і уклони на обох кінцевих точдиться на маршруті після завершення одного ках. На основі цих вхідних даних алгоритм пошуку циклу керування. Але для РМТ неможливо точно формує ряд багаточленних кривих четвертого стувитримувати номінальні швидкості відповідно до пеня, маршрут для РМТ, який задовольняє умовам команди. Є декілька факторів, таких як пробуксокінцевих точок, і оцінює значення функції вартості вування і помилки керування, які створюють помисформованої багаточленної кривої. Функція вартолку номінальних швидкостей. Ця помилка швидкості J, визначається за такою формулою: сті моделюється як відсоток номінальної швидкості. Для обчислення фактичних швидкостей L РМТ протягом одного циклу керування використоJ = ò ( w 1a 2 (s ) + w 2b 2 (s ) - w 3d2( s ) - w 4nerr ( s )) ds вують такі рівняння: 0 n r, actual=(1±n err)«nr, norm w1, w2, w3, та w4=ваго ві множники, n l, actual=(1±n err)«n l, norm a=кут між переднім РМТ та вибійний ланцюгоДвома вихідними припущеннями є наступні: вим конвеєром, n err має однакове значення для обох гусениць; n r, β=кут між заднім РМТ та вибійний ланцюговим конвеєром, actual і n l, actual завжди постійні протягом одного циклу d=мінімальний просвіт між вибійний ланцюгокерування. Значення n err має завжди позитивне вим конвеєром та стінками, значення без верхньої межі. Моделювання почиn err=максимальна допустима помилка швидконає значення n err з нуля і обчислює сумарний рух стей гусениць, РМТ в одному циклі керування. Потім моделюванs=довжина дуги маршруту, ня перевіряє, чи є зіткнення між РМТ та стінками шахти. Якщо зіткнення не має, то моделювання L=загальна довжина маршруту. Мета пошуку полягає у тому, щоб знайти марпродовжує збільшувати значення n err і припиняє це шрут, який зводить до мінімуму функцію вартості. збільшення, якщо відбувається зіткнення. ЗначенЦей алгоритм використовує метод оптимізації, ня n err яке зумовлює зіткнення, є максимальною названий «метод Хука і Джівза». Він досліджує допустимою помилкою у керуванні швидкістю в область пошуку, запам'ятовує напрямок пошуку, даній конфігурації РМТ. Підсумовуючи усі квадращо дає мінімальне значення функції вартості на тичні вагові значення as, βs і ds i n err по всьому кожній ітерації. Пошук припиняють, коли різниця маршруту-кандидату, можна одержати вартість між значенням функції вартості на даній ітерації і кожного маршруту. попередній ітерації менше заданого числа, або У випадку повороту в 90 градусів маршрут поколи число ітерацій перевищує деяке граничне чинається з середини одного проходу в іншій. Це значення. Блок-схема методу Хука-Джівза подана дозволяє з'єднати даний маршрут з прямими мана Фіг.10, де х0 , х1, … хn, представляють коефіцієршрутами на обох сторонах. Коефіцієнти рівнянь нти маршруту, що описуються нижче. Функція варцього маршруту шириною 20 і 22 фути подані в тості інтерпретується у тому значенні, що кути між Таблиці нижче разом з коефіцієнтами маршруту кожним сегментом СБВ треба звести до мінімуму, для поворотів величиною 120 і 135 градусів. тобто, розташування СБВ повинне бути по можливості прямим, щоб СБВ не складалася. Навпаки, Таблиця просвіт вибійного ланцюгового конвеєра повинен бути максимальним по всьому повороту, щоб виU(фут) а b с g (град.) ключити зіткнення. При цьому планований марш20 90 0,0308 0 -13,447 рут повинен мати значну припустиму похибку для 20 120 0,0165 0 -10,711 проходження кожного РМТ, тобто щоб маршрут 20 135 0,0111 0 -10,064 дозволяв мати РМТ значну похибку у керуванні 22 90 : : : швидкості гусениці з метою завершення повороту. 22 120 : : : У цьому контексті слово «завершення» означає, : : : : : що система робить повороти, не стикаючись при цьому зі стінками. При оцінці вартості кожної багаточленної кривої-кандидата, пара РМТ переміщається за сформованим маршрутом точно, і при цьому довжина вибійного ланцюгового конвеєра відділяє їх один від одного. Повна довжина маршруту поділяється на дрібні етапи. Кожний етап просування РМТ, значення a, β і d просто визначаються геометричними засобами, але значення n err. можна одержати для кожного РМТ тільки комп'ютерним моделюванням. Це моделювання робиться в основній прикладній програмі алгоритму пошуку. Спочатку обчислюються швидкості гусениці РМТ для наступного циклу керування у поточній конфігурації РМТ. Ці швидкості називаються номінальними швидкостями, тобто швидкостями, які РМТ повинен дотримувати точно, щоб забезпечити досягнення РМТ'ом наступної конфігурації, що знахо де: g=ах2+b х+с Фахівцеві у даній області техніки буде зрозуміло, що представлене вище квадратичне рівняння дає розв'язання при даних коефіцієнтах маршруту. Хоча це рівняння визначено недостатньо для забезпечення належного планування маршруту з введенням більшого числа коефіцієнтів можна одержати більш точний маршрут. Треба зазначити, що із збільшенням числа коефіцієнтів, що використовуються, потрібна більша кількість часу обчислення. Тому найбільш переважно використання багаточленного рівняння четвертого порядку, наприклад в такому вигляді: g=с0х4+с1іх3+с2 х2+с3 х+с4 Увесь маршрут кожного РМТ буде складатися з поперемінних поворотів та прямих відрізків в залежності від місцеположення РМТ в ша хті, але є виняток для особливого типу, так званого «S» 21 77662 22 повороту, який вважається найважчим. Маршрут Швидкість руху уперед або назад можна обчидля «S»-повороту складається з двох поворотів, слити таким чином: зчленованих один з одним. Оскільки обидва кінці ± візок n= «S»-повороту не розташовані посередині проходів, Т , обидва кінці «S»-повороту повинні з'єднуватися з де прямими відрізками. Тому неможливо, щоб один n-має позитивне/негативне значення при русі «S»-поворот безпосередньо йшов після ще одного уперед/назад, відповідно. «S»-повороту. Проте, це трапляється в 90Т=період циклу керування, сек. градусній шахті, оскільки 120- і 135-градусні шахти ±візок=швидкість візка за даними, одержаними не мають достатнього місця, щоб «S»- поворот від лінійного потенціометра починався і закінчувався посередині шахтного Потім можна визначити швидкості правої і ліпроходу. вої гусениць: Оскільки для визначення оптимального маршwB руту алгоритму пошуку потрібно багато годин, тоnr = n + му виконати планування маршруту у неавтоном2 ному режимі неможливо. Цю проблему вирішують wB nl = n шляхом проведення автономного планування j 2 маршруту для можливих типів поворотів і створюде В= відстань між гусеницями. ють довідкову таблицю з коефіцієнтами маршруту, Алгоритм проходження маршруту, включаючи відповідними кожному певному повороту (як в алгоритм планування маршруту, переважно реаліТаблиці). Після того, як контролер РМТ визначить зують на звичайній комп'ютерній мові, такій як С. тип даного повороту, контролер зможе негайно Також переважно об'єднати обидва алгоритми в обчислити відповідні коефіцієнти маршруту по одній програмі, оскільки вони обидва багато в чодовідковій таблиці шляхом інтерполяції. Хоча маму користуються загальною інформацією. ршрут, сформований таким методом, є декілька Висота вибійного ланцюгового конвеєра субоптимальним в порівнянні з оперативними обВідповідно до даного винаходу висота передчисленнями, результати ' випробувального прогонього або заднього конвеєрного продовження рену показують зведене до мінімуму погіршення погулюється шляхом безперервної обробки вимірюказників системи при її проходженні по вань відстані, що виконуються датчиком модельованій шахті. визначення висоти, шляхом обчислення різниці по До цього моменту РМТ знає свої поточні ПіО і даній встановленій точці і шляхом застосування маршрут, за яким він повинен прямувати, даний пропорції цієї різниці, щоб регулювати відкриття РМТ потім повинен визначити, як йому потрапити гідравлічного регулюючого клапана 24 (Фіг.1). Обу потрібне місце призначення. Алгоритм відстеробка полягає у тому, що порівнюють вимірювання ження маршруту обчислює обидві швидкості гусевідстані з рядом попередніх вимірювань, обчисничного вузла для РМТ, і в результаті цього РМТ люють ковзне середнє по багатьох циклах, відкиможе точно дотримуватися . маршруту. Хоча є даючи сторонні точки даних, та обчислюють серелітература з керування проходженням за маршруднє значення за меншим числом циклів. У том двоколісних роботів, які кінематично ідентичні результаті одержують достовірне вимірювання гусеничному транспортному засобу, даний винахід просвіту у потенційно ускладнених умовах збору реалізує алгоритм проходження маршруту запроданих, при цьому зводячи до мінімуму затримку, понованого Aguilar et al. [«Robust Path-Following яка виникає при застосуванні звичайного фільтра Control with Exponential Stability for Mobile Robots», нижніх частот. Фахівцеві в даній області техніки Proc. of the 1998 IEEE Int. Conf. on Robotics and буде зрозуміло, що для переважного здійснення, Automation, Leuven, Belgium, May 1998]. що описується можна використати багато методів Є два параметри ye і q e, які у будь-який даний аналогового та цифрового фільтрування. момент необхідні як вхідні дані для контролера Встановлену точку(и) для регулювання підйоРМТ для проходження маршруту. уе - найкоротша му переважно визначає оператор шахти, і вона відстань від центра РМТ до маршруту, і q е - помивикористовується процесором вимірювання як лка орієнтування, виміряна від лінії, дотичної по вхідні дані. У випадку вимірювання однієї відстані, відношенню до маршруту. Знаючи швидкість упенаприклад, тільки відстані від підлоги, ця встановред або назад, n, кутову швидкість РМТ можна лена точка визначає значення потрібної відстані, обчислити за таким рівнянням: нижче за яке підвищення визначається як таке, що зростає, і нижче за яке підвищення визначається é ù æ qe ö w = -4n ê(а1а2 ) у е + ( а1 + а2 ) sinç ÷sign(n )ú як таке, що спадає. У випадку вимірювання двох è 2 ø ë û відстаней, наприклад відстані від покрівлі та від де підлоги, ці встановлені точки визначають зону неа1, а2 - постійні коефіцієнти посилення контрочутливості «бездіяльності» для регулювання підлера, які необхідно настроїти для прийому потрібйому, і також цільове значення відстані, нижче за ної відповідної дії РМТ відносно проходження. яке підвищення визначається як таке, що зростає, Швидкість ν прямо взаємопов'язана з допусі нижче за яке підвищення визначається як таке, тимими поперечними відстанями на візку РМТ і що спадає. Також доцільно використати подвійні безпосередньо позаду візку РМТ у напрямку руху. вимірювання для надмірності шляхом комутації у Порівнюють обидві поперечних відстані візка і вивимірювальному процесорі, щоб визначити, який бирають меншу. Цю відстань можна визначити як саме з сигналів вимірювання є дійсним, або дійс«проходження». ними є обидва сигнали. Фахівцеві у даній області 23 77662 24 техніки буде зрозуміло, що пропорцію виміряної тут, у способі згідно з даним винаходом можна відстані від встановленої точки треба вибирати здійснити інші модифікації і зміни в рамках обсягу, такою, щоб одержати майже критично послаблеконцепції і розкриттів даного винаходу. Тому автоний відгук. З рівня техніки добре відомі такі метори мають на увазі, що опис даного винаходу потріди, як пропорційно-інтегрально-диференціальне бно розглядати як ілюстративний, і винахід обмерегулювання. жується тільки прикладеною формулою та її Фахівцям у даній області техніки буде очевидеквівалентами. но, що крім варіантів здійснення, що описуються 25 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 77662 Підписне 26 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601