申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2021-04-26

公开（公告）日：2023-03-17

公开（公告）号：CN113107358B

主分类号：E21B7/02

分类号：E21B7/02;E21B7/04;E21B7/10;E21B15/00;E21B15/04;E21B47/02;E21F17/18;E21F17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.17#授权;2021.07.30#实质审查的生效;2021.07.13#公开

摘要：本发明公开了一种防冲击钻孔机器人及钻杆精确定位方法，该机器人包括：底座，底座上设有激光雷达、惯性导航系统，底座上方通过回转支撑转动连接有旋转平台；旋转平台上方设有升降油缸组、连接部件、旋转伸缩油缸、钻进系统，升降油缸组一端与旋转平台固定连接，另一端与连接部件固定连接，旋转伸缩油缸一端与连接部件远离防冲击钻孔机器人的一侧固定连接，另一端与钻进系统固定连接，升降油缸组油缸轴线垂直于旋转伸缩油缸轴线，旋转伸缩油缸轴线垂直于钻进系统轴线。本发明通过电机电流大小反映盲孔与钻杆是否对准、钻杆轴线与盲孔轴线是否偏移，从而进行钻杆与盲孔的精确定位。

主权项：1.一种钻杆精确定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立井下巷道坐标系，在冲击地压区域巷道壁上施工若干盲孔，并测量每个盲孔在坐标系中的坐标，并对需要进行钻孔卸压的盲孔进行标定；S2：将标定的需要钻孔卸压的盲孔坐标信息导入防冲击钻孔机器人的控制系统；S3：防冲击钻孔机器人位于井下巷道坐标系原点时，对惯性导航系统9校准调零，履带10带动防冲击钻孔机器人移动；防冲击钻孔机器人的底座上方通过回转支撑转动连接有旋转平台，所述旋转平台3上方设有升降油缸组4；S4：激光雷达8对巷道进行扫描，识别巷道壁上的盲孔；惯性导航系统9对激光雷达8识别出的盲孔进行坐标定位；S5：控制系统将步骤S4中定位的盲孔坐标与步骤S1中需要进行钻孔卸压的盲孔坐标进行匹配，确定是否为需要钻孔卸压的盲孔，若是，则执行步骤S6；否则，执行步骤S4；S6：盲孔的粗对准：激光雷达8扫描盲孔、钻头7-5，生成三维盲孔轮廓和钻头7-5轮廓，控制系统计算盲孔孔口中心和钻头前端7-6之间的垂直距离，并驱动升降油缸组4带动钻杆7-4上下运动，直至盲孔孔口中心和钻头前端7-6位于同一高度；S7：支撑油缸11推向巷道底板支撑防冲击钻孔机器人，钻进系统7将钻杆7-4推进盲孔孔口；钻进系统包括推进电机7-2和旋转电机7-3，所述推进电机7-2的推杆与旋转电机7-3连接，所述旋转电机7-3与钻杆7-4传动连接；S8：盲孔的精确对准：检测推进电机7-2、旋转电机7-3的电流，若推进电机7-2、旋转电机7-3电流均低于额定电流的30％，则钻杆7-4刚好精准定位到盲孔孔口，执行步骤S10；否则，执行步骤S9；S9：激光雷达8扫描盲孔、钻头7-5，控制系统计算盲孔孔口中心和钻头前端7-6之间的距离，并驱动升降油缸组4带动钻杆7-4上下运动、驱动旋转伸缩油缸6带动钻杆7-4水平运动，减小盲孔孔口中心和钻头前端7-6之间的距离，执行步骤S8；S10：钻进系统7使得钻杆7-4在盲孔内继续向前推进，持续时间5秒；S11：检测推进电机7-2、旋转电机7-3的电流，若推进电机7-2、旋转电机7-3电流均低于额定电流的40％，则钻杆7-4与盲孔在同一轴线上，在盲孔内继续钻孔，直至钻孔结束，收起支撑油缸11，执行步骤S13；否则，执行步骤S12；S12：钻杆7-4轴线与盲孔轴线存在偏移角度，控制系统计算偏移角度，并驱动旋转平台3、旋转伸缩油缸6旋转减小偏移角度，执行步骤S11；S13：以步骤S11钻孔孔口中心位置为原点建立新的坐标系，循环执行步骤S3-S12，直至完成所有盲孔的钻孔卸压。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学 一种防冲击钻孔机器人及钻杆精确定位方法

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