權(quán)利要求書： 1.一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法，其特征在于，包括如下步驟：

S10：建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系OXYZ，在依次聯(lián)接在多個(gè)中部槽中，定義第一節(jié)中部槽的與第二節(jié)中部槽形成間隙的一側(cè)的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，第一節(jié)中部槽長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，寬度方向?yàn)閅軸，垂直于中部槽平面方向?yàn)閆軸；

S20：定義位姿模型各個(gè)參量，定義刮板輸送機(jī)中部槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為H；以刮板輸送機(jī)中部槽中心點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，在坐標(biāo)系下各位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)定義為(x1，y1)···(xn，yn)···(xn+m，yn+m)；在彎曲狀態(tài)下刮板輸送機(jī)中部槽相鄰兩個(gè)中部槽之間間形成的夾角定義為αi，因夾角致使兩刮板輸送機(jī)中部槽另一側(cè)存在間距，將此間距定義為a；在整個(gè)彎曲狀態(tài)中，各刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角定義為θi；

S30：根據(jù)刮板輸送機(jī)感知需求，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析推導(dǎo)形成刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型；

所述刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型推導(dǎo)包括如下：

S301：假設(shè)刮板輸送機(jī)中部槽僅前兩節(jié)發(fā)生彎曲，第二節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角θ1與前兩節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角α1相等，即θ1＝α1，此時(shí)第二節(jié)的狀態(tài)為：





S302：若刮板輸送機(jī)中部槽發(fā)生n+m+1節(jié)彎曲，在n+1節(jié)之前屬于彎曲累計(jì)階段，第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和；即θn＝α1+α2+…+αn，此時(shí)第n+1節(jié)的狀態(tài)為：





S303：在n+1節(jié)后屬于彎曲恢復(fù)階段，第n+2節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+1為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)、第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αn+1的差；即θn+1＝α1+α2+…+αn-αn+1；此時(shí)第n+2節(jié)的狀態(tài)為：





S304：在n+2節(jié)后，第n+m+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+m為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)至n+m+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和的差；即θn+m＝α1+α2+…+αn-αn+1-αn+2-…-αn+m；此時(shí)第n+m+1節(jié)的狀態(tài)為：





S305：綜合以上各式，得出刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型：







2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法，其特征在于，

在步驟S30中，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析包括如下步驟：

S31：假設(shè)第一節(jié)中部槽為基準(zhǔn)平直狀態(tài)；

S32：假設(shè)刮板輸送機(jī)處在平整的煤層底板中，只存在平行于煤層底板的彎曲。

3.一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立系統(tǒng)，其特征在于，包括：

定義坐標(biāo)系模塊：用于建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系OXYZ，在依次聯(lián)接在多個(gè)中部槽中，定義第一節(jié)中部槽的與第二節(jié)中部槽形成間隙的一側(cè)的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，第一節(jié)中部槽長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，寬度方向?yàn)閅軸，垂直于中部槽平面方向?yàn)閆軸；

定義參數(shù)模塊：用于定義位姿模型各個(gè)參量，定義刮板輸送機(jī)中部槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為H；以刮板輸送機(jī)中部槽中心點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，在坐標(biāo)系下各位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)定義為(x1，y1)···(xn，yn)···(xn+m，yn+m)；在彎曲狀態(tài)下刮板輸送機(jī)中部槽相鄰兩個(gè)中部槽之間間形成的夾角定義為αi，因夾角致使兩刮板輸送機(jī)中部槽另一側(cè)存在間距，將此間距定義為a；在整個(gè)彎曲狀態(tài)中，各刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角定義為θi；

位姿模型建立模塊：根據(jù)刮板輸送機(jī)感知需求，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析推導(dǎo)形成刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型；

所述刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型推導(dǎo)包括如下：

第一計(jì)算單元：用于假設(shè)刮板輸送機(jī)中部槽僅前兩節(jié)發(fā)生彎曲，第二節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角θ1與前兩節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角α1相等，即θ1＝α1，計(jì)算(x1,y1)的位置坐標(biāo)：





第二計(jì)算單元：用于當(dāng)刮板輸送機(jī)中部槽發(fā)生n+m+1節(jié)彎曲，計(jì)算(xn,yn)的位置坐標(biāo)，其中，在n+1節(jié)之前屬于彎曲累計(jì)階段，第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和，即θn＝α1+α2+…+αn，此時(shí)第n+1節(jié)的狀態(tài)為：





第三計(jì)算單元：用于計(jì)算在n+1節(jié)后屬于彎曲恢復(fù)階段的(xn+1,yn+1)的位置坐標(biāo)，第n+2節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+1為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)、第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αn+1的差；即θn+1＝α1+α2+…+αn-αn+1；此時(shí)第n+2節(jié)的狀態(tài)為：





第四計(jì)算單元：用于計(jì)算在n+2節(jié)后的(xn+m,yn+m)的位置坐標(biāo)，第n+m+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+m為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)至n+m+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和的差，即θn+m＝α1+α2+…+αn-αn+1-αn+2-…-αn+m；此時(shí)第n+m+1節(jié)的狀態(tài)為：





第五計(jì)算單元：用于根據(jù)第一計(jì)算單元、第二計(jì)算單元、第三計(jì)算單元和第四計(jì)算單元得出刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型：







4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立系統(tǒng)，其特征在于，

所述位姿模型建立模塊還包括：

第一定義單元：用于定義第一節(jié)中部槽為基準(zhǔn)平直狀態(tài)；

第二定義單元：用于定義刮板輸送機(jī)處在平整的煤層底板中，只存在平行于煤層底板的彎曲。

說(shuō)明書： 一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涉及一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法和系統(tǒng),適用于煤礦井下工作面刮板輸送機(jī)的直線度感知。

背景技術(shù)

智能感知作為煤礦的智能開采三大要素之一，它同時(shí)也是最基礎(chǔ)的一個(gè)環(huán)節(jié)。智能感知的精度對(duì)智能決策和自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)有極其重要的影響。其中，對(duì)刮板輸送機(jī)直線度感知精度越高，液壓支架的推移也將更加精準(zhǔn)，采煤機(jī)的割煤效率也會(huì)更高。然而，傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)位姿模型均是通過(guò)液壓支架或采煤機(jī)間接建立的?；谝簤褐Ъ芙⒌墓伟遢斔蜋C(jī)位姿模型是通過(guò)監(jiān)測(cè)液壓支架的推移動(dòng)作來(lái)推算刮板輸送機(jī)的位置姿態(tài)，基于采煤機(jī)建立的位姿模型是利用采煤機(jī)上的慣導(dǎo)系統(tǒng)計(jì)算出采煤機(jī)的運(yùn)行軌跡后反演出刮板輸送機(jī)的位置姿態(tài)。這兩種傳統(tǒng)的刮板輸送機(jī)位姿模型都屬于間接建立方法，均會(huì)產(chǎn)生較大的累計(jì)誤差，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)直線度感知精度較低，難以滿足智能感知要求。

發(fā)明內(nèi)容

本方案針對(duì)上文提出的問題和需求，提出一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法，由于采取了如下技術(shù)特征而能夠?qū)崿F(xiàn)上述技術(shù)目的，并帶來(lái)其他多項(xiàng)技術(shù)效果。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法，包括如下步驟：

S10：建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系OXYZ，在依次聯(lián)接在多個(gè)中部槽中，定義第一節(jié)中部槽的與第二節(jié)中部槽形成間隙的一側(cè)的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，第一節(jié)中部槽長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，寬度方向?yàn)閅軸，垂直于中部槽平面方向?yàn)閆軸；

S20：定義位姿模型各個(gè)參量，定義刮板輸送機(jī)中部槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為H；以刮板輸送機(jī)中部槽中心點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，在坐標(biāo)系下各位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)定義為(x1，y1)…(xn，yn)…(xn+m，yn+m)；在彎曲狀態(tài)下刮板輸送機(jī)中部槽相鄰兩個(gè)中部槽之間間形成的夾角定義為αi，因夾角致使兩刮板輸送機(jī)中部槽另一側(cè)存在間距，將此間距定義為a；在整個(gè)彎曲狀態(tài)中，各刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角定義為θi；

S30：根據(jù)刮板輸送機(jī)感知需求，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析推導(dǎo)形成刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型；

所述刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型推導(dǎo)包括如下：

S301：假設(shè)刮板輸送機(jī)中部槽僅前兩節(jié)發(fā)生彎曲，第二節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角θ1與前兩節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角α1相等，即θ1＝α1，此時(shí)第二節(jié)的狀態(tài)為：





S302：若刮板輸送機(jī)中部槽發(fā)生n+m+1節(jié)彎曲，在n+1節(jié)之前屬于彎曲累計(jì)階段，第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和；即θn＝α1+α2+…+αn，此時(shí)第n+1節(jié)的狀態(tài)為：





S303：在n+1節(jié)后屬于彎曲恢復(fù)階段，第n+2節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+1為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)、第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αn+1的差；即θn+1＝α1+α2+…+αn-αn+1；此時(shí)第n+2節(jié)的狀態(tài)為：





S304：在n+2節(jié)后，第n+m+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+m為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)至n+m+2節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和的差；即θn+m＝α1+α2+…+αn-αn+1-αn+2-…-αn+m；此時(shí)第n+m+1節(jié)的狀態(tài)為：





S305：綜合以上各式，得出刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型：







在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S30中，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析包括如下步驟：

S31：假設(shè)第一塊中部槽為基準(zhǔn)平直狀態(tài)；

S32：假設(shè)刮板輸送機(jī)處在平整的煤層底板中，只存在平行于煤層底板的彎曲。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立系統(tǒng)，包括：

定義坐標(biāo)系模塊：用于建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系OXYZ，在依次聯(lián)接在多個(gè)中部槽中，定義第一節(jié)中部槽的與第二節(jié)中部槽形成間隙的一側(cè)的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，第一節(jié)中部槽長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，寬度方向?yàn)閅軸，垂直于中部槽平面方向?yàn)閆軸；

定義參數(shù)模塊：用于定義位姿模型各個(gè)參量，定義刮板輸送機(jī)中部槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為H；以刮板輸送機(jī)中部槽中心點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，在坐標(biāo)系下各位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)定義為(x1，y1)…(xn，yn)…(xn+m，yn+m)；在彎曲狀態(tài)下刮板輸送機(jī)中部槽相鄰兩個(gè)中部槽之間間形成的夾角定義為αi，因夾角致使兩刮板輸送機(jī)中部槽另一側(cè)存在間距，將此間距定義為a；在整個(gè)彎曲狀態(tài)中，各刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角定義為θi；

位姿模型建立模塊：根據(jù)刮板輸送機(jī)感知需求，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析推導(dǎo)形成刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型；

所述刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型推導(dǎo)包括如下：

第一計(jì)算單元：用于假設(shè)刮板輸送機(jī)中部槽僅前兩節(jié)發(fā)生彎曲，第二節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角θ1與前兩節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角α1相等，即θ1＝α1，計(jì)算(x1,y1)的位置坐標(biāo)：





第二計(jì)算單元：用于當(dāng)刮板輸送機(jī)中部槽發(fā)生n+m+1節(jié)彎曲，計(jì)算(xn,yn)的位置坐標(biāo)，其中，在n+1節(jié)之前屬于彎曲累計(jì)階段，第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和；即θn＝α1+α2+…+αn，此時(shí)第n+1節(jié)的狀態(tài)為：





第三計(jì)算單元：用于計(jì)算在n+1節(jié)后屬于彎曲恢復(fù)階段的(xn+1,yn+1)的位置坐標(biāo)，第n+2節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+1為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)、第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αn+1的差；即θn+1＝α1+α2+…+αn-αn+1；此時(shí)第n+2節(jié)的狀態(tài)為：





第四計(jì)算單元：用于計(jì)算在n+2節(jié)后的(xn+m,yn+m)的位置坐標(biāo)，第n+m+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+m為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)至n+m+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和的差；即θn+m＝α1+α2+…+αn-αn+1-αn+2-…-αn+m；此時(shí)第n+m+1節(jié)的狀態(tài)為：





第五計(jì)算單元：用于根據(jù)第一計(jì)算單元、第二計(jì)算單元、第三計(jì)算單元和第四計(jì)算單元得出刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型：







在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述位姿模型建立模塊還包括：

第一定義單元：用于定義第一塊中部槽為基準(zhǔn)平直狀態(tài)；

第二定位單元：用于定義刮板輸送機(jī)處在平整的煤層底板中，只存在平行于煤層底板的彎曲。

相較于現(xiàn)有技術(shù)中的基于液壓支架或采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板輸送機(jī)位姿模型的間接建立，本方法通過(guò)對(duì)刮板輸送機(jī)相鄰兩節(jié)中部槽間角度變化量的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)刮板輸送機(jī)位姿模型的直接建立。該位姿模型建立方法有利于消除間接建立模型的累積誤差，提高了對(duì)刮板輸送機(jī)位姿監(jiān)測(cè)的精度。

下文中將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例進(jìn)行更加詳盡的描述，以便能容易理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下文中將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的附圖進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。其中，附圖僅僅用于展示本發(fā)明的一些實(shí)施例，而非將本發(fā)明的全部實(shí)施例限制于此。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刮板輸送機(jī)彎曲位姿模型建立方法流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刮板輸送機(jī)彎曲位姿模型示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使得本發(fā)明的技術(shù)方案的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下文中將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同部件。需要說(shuō)明的是，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法，如圖1和圖2所示，包括如下步驟：

S10：建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系OXYZ，在依次聯(lián)接在多個(gè)中部槽中，定義第一節(jié)中部槽的與第二節(jié)中部槽形成間隙的一側(cè)的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，第一節(jié)中部槽長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，寬度方向?yàn)閅軸，垂直于中部槽平面方向?yàn)閆軸；

S20：定義位姿模型各個(gè)參量，定義刮板輸送機(jī)中部槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為H；以刮板輸送機(jī)中部槽中心點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，在坐標(biāo)系下各位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)定義為(x1，y1)…(xn，yn)…(xn+m，yn+m)；在彎曲狀態(tài)下刮板輸送機(jī)中部槽相鄰兩個(gè)中部槽之間間形成的夾角定義為αi，因夾角致使兩刮板輸送機(jī)中部槽另一側(cè)存在間距，將此間距定義為a；在整個(gè)彎曲狀態(tài)中，各刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角定義為θi；

S30：根據(jù)刮板輸送機(jī)感知需求，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析推導(dǎo)形成刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型；

所述刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型推導(dǎo)包括如下：

S301：假設(shè)刮板輸送機(jī)中部槽僅前兩節(jié)發(fā)生彎曲，第一節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角θ1與前兩節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角α1相等，即θ1＝α1，此時(shí)第二節(jié)的狀態(tài)為：





S302：若刮板輸送機(jī)中部槽發(fā)生n+m+1節(jié)彎曲，在n+1節(jié)之前屬于彎曲累計(jì)階段，第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和；即θn＝α1+α2+…+αn，此時(shí)第n+1節(jié)的狀態(tài)為：





S303：在n+1節(jié)后屬于彎曲恢復(fù)階段，第n+2節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+1為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)、第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αn+1的差；即θn+1＝α1+α2+…+αn-αn+1；此時(shí)第n+2節(jié)的狀態(tài)為：





S304：在n+2節(jié)后，第n+m+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+m為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)至n+m+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和的差；即θn+m＝α1+α2+…+αn-αn+1-αn+2-…-αn+m；此時(shí)第n+m+1節(jié)的狀態(tài)為：





S305：綜合以上各式，得出刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型：







在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S30中，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析包括如下步驟：

S31：假設(shè)第一塊中部槽為基準(zhǔn)平直狀態(tài)；

S32：假設(shè)刮板輸送機(jī)處在平整的地貌環(huán)境中，只存在水平彎曲。

相較于現(xiàn)有技術(shù)中的基于液壓支架或采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板輸送機(jī)位姿模型的間接建立，本方法通過(guò)對(duì)刮板輸送機(jī)相鄰兩節(jié)中部槽間角度變化量的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)刮板輸送機(jī)位姿模型的直接建立。該位姿模型建立方法有利于消除間接建立模型的累積誤差，提高了對(duì)刮板輸送機(jī)位姿監(jiān)測(cè)的精度。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種刮板輸送機(jī)位姿模型建立系統(tǒng)，包括：

定義坐標(biāo)系模塊：用于建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系OXYZ，在依次聯(lián)接在多個(gè)中部槽中，定義第一節(jié)中部槽的與第二節(jié)中部槽形成間隙的一側(cè)的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，第一節(jié)中部槽長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，寬度方向?yàn)閅軸，垂直于中部槽平面方向?yàn)閆軸；

定義參數(shù)模塊：用于定義位姿模型各個(gè)參量，定義刮板輸送機(jī)中部槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為H；以刮板輸送機(jī)中部槽中心點(diǎn)為位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，在坐標(biāo)系下各位置標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)定義為(x1，y1)…(xn，yn)…(xn+m，yn+m)；在彎曲狀態(tài)下刮板輸送機(jī)中部槽相鄰兩個(gè)中部槽之間間形成的夾角定義為αi，因夾角致使兩刮板輸送機(jī)中部槽另一側(cè)存在間距，將此間距定義為a；在整個(gè)彎曲狀態(tài)中，各刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角定義為θi；

位姿模型建立模塊：根據(jù)刮板輸送機(jī)感知需求，對(duì)刮板輸送機(jī)的復(fù)雜運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)化分析推導(dǎo)形成刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型；

所述刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型推導(dǎo)包括如下：

第一計(jì)算單元：用于假設(shè)刮板輸送機(jī)中部槽僅前兩節(jié)發(fā)生彎曲，第二節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面的夾角θ1與前兩節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角α1相等，即θ1＝α1，計(jì)算(x1,y1)的位置坐標(biāo)：





第二計(jì)算單元：用于當(dāng)刮板輸送機(jī)中部槽發(fā)生n+m+1節(jié)彎曲，計(jì)算(xn,yn)的位置坐標(biāo)，其中，在n+1節(jié)之前屬于彎曲累計(jì)階段，第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和，即θn＝α1+α2+…+αn，此時(shí)第n+1節(jié)的狀態(tài)為：





第三計(jì)算單元：用于計(jì)算在n+1節(jié)后屬于彎曲恢復(fù)階段的(xn+1,yn+1)的位置坐標(biāo)，第n+2節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+1為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)、第n+1節(jié)刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αn+1的差；即θn+1＝α1+α2+…+αn-αn+1；此時(shí)第n+2節(jié)的狀態(tài)為：





第四計(jì)算單元：用于計(jì)算在n+2節(jié)后的(xn+m,yn+m)的位置坐標(biāo)，第n+m+1節(jié)刮板輸送機(jī)的中部槽與水平面之間的夾角θn+m為前n+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和與第n+2節(jié)至n+m+1節(jié)相鄰刮板輸送機(jī)中部槽之間形成的夾角αi累計(jì)之和的差；即θn+m＝α1+α2+…+αn-αn+1-αn+2-…-αn+m；此時(shí)第n+m+1節(jié)的狀態(tài)為：





第五計(jì)算單元：用于根據(jù)第一計(jì)算單元、第二計(jì)算單元、第三計(jì)算單元和第四計(jì)算單元得出刮板輸送機(jī)彎曲工況下位姿模型：







在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述位姿模型建立模塊還包括：

第一定義單元：用于定義第一塊中部槽為基準(zhǔn)平直狀態(tài)；

第二定位單元：用于定義刮板輸送機(jī)處在平整的煤層底板中，只存在平行于煤層底板的彎曲。

相較于現(xiàn)有技術(shù)中的基于液壓支架或采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板輸送機(jī)位姿模型的間接建立，本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)刮板輸送機(jī)相鄰兩節(jié)中部槽間角度變化量的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)刮板輸送機(jī)位姿模型的直接建立，該位姿模型建立系統(tǒng)有利于消除間接建立模型的累積誤差，提高了對(duì)刮板輸送機(jī)位姿監(jiān)測(cè)的精度。

上文中參照優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明所提出的刮板輸送機(jī)位姿模型建立方法的示范性實(shí)施方式，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，在不背離本發(fā)明理念的前提下，可以對(duì)上述具體實(shí)施例做出多種變型和改型，且可以對(duì)本發(fā)明提出的各種技術(shù)特征、結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種組合，而不超出本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。