煤矿用掘锚一体机系统的制作方法

1.本发明涉及煤矿隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种煤矿用掘锚一体机系统。

背景技术：

2.采掘机械化已经是当今煤矿掘进巷道的一种发展趋势，掘锚机的推广与应用，极大地减轻了工人的劳动强度与巷道掘进支护效率，未来掘锚机将朝着自动化、智能化方向进一步发展。现有技术中，掘锚一体机系统智能化程度普遍不高，或仅有部分智能化设计，操作手完全依靠手动和经验操作，掘进效率低下。

技术实现要素：

3.本发明解决的问题是煤矿用掘锚一体机系统智能化程度不高导致的掘进效率低下。

4.为解决上述问题，本发明提供一种煤矿用掘锚一体机系统，包括：掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，

5.所述自动导航与姿态实时检测系统用于检测掘锚机的工作环境状态及所述掘锚机自身的状态，

6.所述智能化控制系统用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，控制所述掘锚机动作。

7.可选地，所述掘锚机的工作环境状态包括所述掘锚机与洞壁的距离，所述掘锚机自身的状态包括所述掘锚机的航向姿态；

8.所述智能化控制系统包括：井下集控室和地面集控室，所述井下集控室和所述地面集控室通过光缆相连接，

9.所述井下集控室用于与所述智能化控制系统通信，所述井下集控室还用于与所述地面集控室通信，

10.所述地面集控室用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，远程控制所述掘锚机动作。

11.可选地，所述自动导航与姿态实时检测系统包括：无线系统、惯性导航、激光靶和四个测距传感器，

12.四个所述测距传感器围绕所述掘锚机的第一部分本体外表面设置，所述无线系统设置在靠近所述第一部分本体的洞壁，所述无线系统包括相连接的全站仪和无线电台，所述惯性导航、所述激光靶和所述无线电台设置于所述第一部分本体上，

13.所述测距传感器用于实时监测所述掘锚机与洞壁的距离，

14.所述惯性导航用于实时监测所述掘锚机的航向姿态，

15.所述全站仪和所述激光靶用于弥补所述惯性导航检测过程中产生的误差，

16.所述无线电台用于所述全站仪、所述激光靶与所述惯性导航三者之间的数据交互，所述无线电台还用于与所述智能化控制系统通信。

17.可选地，所述井下集控室包括第二智能交换机，所述第二智能交换机设置在所述井下集控室内；

18.所述智能化控制系统还包括井下各工作设备，

19.所述井下各工作设备包括第一智能交换机、地下5g基站组、两台5g客户端，所述第一智能交换机设置于所述掘锚机的第二部分本体上，所述地下5g基站组和所述第一智能交换机分别和所述第二智能交换机通过所述光缆相连接，所述两台5g客户端分别设置于所述第一部分本体上和第二部分本体上，所述两台5g客户端和所述地下5g基站组通过5g信号传递信息，

20.所述第二智能交换机用于通过光缆和wifi信号传递信息，远程控制所述第一智能交换机，

21.所述第二智能交换机还用于分别远程控制所述两台5g客户端。

22.可选地，所述智能化控制系统还包括遥控操作系统，

23.所述遥控操作系统包括本机操作箱、遥控接收器和遥控发送器，所述本机操作箱和所述遥控接收器设置于所述第一部分本体和第二部分本体上，所述遥控发送器设置于距离所述掘锚机预设范围内的地面上，

24.所述遥控操作系统用于控制所述掘锚机，

25.所述遥控发送器用于向所述本机操作箱发送控制命令，

26.所述遥控接收器用于从所述本机操作箱接收执行结果，

27.所述本机操作箱用于根据接收的所述控制命令通过总线控制所述掘锚机，并向所述遥控接收器发送所述执行结果。

28.可选地，所述一体机系统还包括健康自诊断系统，所述健康自诊断系统包括两个压力传感器、两个温度传感器、堵料传感器、两个温湿度传感器和报警器，两个所述压力传感器分别设置于所述第一部分本体上和所述第二部分本体的液压泵站上，两个所述温度传感器分别设置于所述第二部分本体的泵站油箱上和泵站电机上，所述堵料传感器设置于所述掘锚机的第三部分本体上，所述两个温湿度传感器分别设置于所述第一部分本体上和所述第二部分本体的上，

29.所述压力传感器用于检测所述液压泵的压力信息并获取压力数据，

30.所述温度传感器用于检测所述泵站油箱和所述泵站电机的温度信息并获取温度数据，

31.所述堵料传感器用于检测物料信息并获取堵料数据，

32.所述温湿度传感器用于检测温湿度信息并获取温湿度数据，

33.所述报警器用于根据压力数据、温度数据、堵料数据和温湿度数据获取报警信息，将所述报警信息发送至所述智能化控制系统。

34.可选地，所述健康自诊断系统还包括四个振动传感器、电压传感器、五个电流传感器、四个跑偏传感器、两个急停传感器和发送器，

35.所述振动传感器三个均匀设置在所述第一部分本体的外表面，另一个所述振动传感器固定在所述第一部分本体的截割臂，所述电压传感器和所述五个电流传感器均匀设置于所述第一部分本体的电控箱内部，所述四个跑偏传感器和所述两个急停传感器均匀布置在所述第三部分本体的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面位于所述第三部分本体

的右侧，所述第二安装面相对于所述第一安装面，

36.所述振动传感器用于分别检测所述第一部分本体的外表面和切割臂的机械振动信息并获取振动数据，

37.所述电压传感器和所述电流传感器用于检测所述电控箱内部的电压信息和电流信息并获取电流数据和电压数据，

38.所述跑偏传感器用于检测所述掘锚机的状态并获取状态数据，

39.所述急停传感器用于检测所述掘锚机的停止信号并获取急停数据，

40.所述发送器用于根据所述振动数据、所述电流数据、所述电压数据、所述状态数据和所述急停数据获取故障信息，将所述故障信息发送至所述智能化控制系统。

41.可选地，所述健康自诊断系统还包括双机协同系统，

42.所述双机协同系统设置于所述第一部分本体和所述第二部分本体的连接部件上，所述双机协同系统用于协同所述第一部分主体和所述第二部分主体。

43.可选地，所述一体机系统还包括安全保护系统，

44.所述安全保护系统包括超前地质预报、烟雾传感器、粉尘传感器、甲烷传感器、人体红外传感器、摄像监控系统和人员定位系统，所述超前地质预报、所述烟雾传感器、所述粉尘传感器、所述甲烷传感器、所述人体红外传感器和所述摄像监控系统设置于所述第一部分本体上，所述人员定位系统设置于所述第一部分本体的外表面，

45.所述超前地质预报用于对一定范围内的地层情况进行超前预报，

46.所述烟雾传感器、所述粉尘传感器和所述甲烷传感器用于检测所述掘锚机的气体环境，

47.所述人体红外传感器和所述摄像监控系统用于监测人员状态，

48.所述人员定位系统用于检测工作范围并获取范围数据。

49.可选地，所述地面集控室包括第三交换机，所述第三交换机设置于所述地面集控室，所述第三交换机通过所述光缆与所述地面5g基站相连接，

50.所述第三交换机用于通过所述地面5g基站实现有线通信网络与无线终端之间的信号传输。

51.本发明所述的煤矿用掘锚机一体机系统，包括掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，通过自动导航与姿态实时检测系统检测掘锚机的工作环境状态，同时对掘锚机进行自检，通过智能化控制系统与自动导航与姿态实时检测系统联合作用，根据自动导航与姿态实时检测系统反馈，从而控制掘锚机动作。利用煤矿用掘锚一体机系统实现智能化控制，通过自动导航和姿态实时检测系统和智能控制系统结合，大大提高了掘锚机的生产效率。

附图说明

52.图1为本发明实施例中一种煤矿用掘锚一体机系统的示意图；

53.图2为本发明实施例中智能化控制系统的第一示意图；

54.图3为本发明实施例中自动导航与姿态实时检测系统系统的示意图；

55.图4为本发明实施例中智能化控制系统的第二示意图；

56.图5为本发明实施例中健康自诊断系统的第一示意图；

57.图6为本发明实施例中健康自诊断系统的第二示意图；

58.图7为本发明实施例中安全保护系统的示意图。

具体实施方式

59.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。

60.结合图1所示，本实施例提供一种煤矿用掘锚一体机系统，掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，

61.所述自动导航与姿态实时检测系统用于检测掘锚机的工作环境状态及所述掘锚机自身的状态，

62.所述智能化控制系统用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，控制所述掘锚机动作。

63.本实施例所述的煤矿用掘锚一体机系统，包括掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，通过自动导航与姿态实时检测系统检测掘锚机的工作环境状态，同时对掘锚机进行自检，通过智能化控制系统与自动导航与姿态实时检测系统联合作用，根据自动导航与姿态实时检测系统反馈，从而控制掘锚机动作。利用煤矿用掘锚一体机系统实现智能化控制，通过自动导航和姿态实时检测系统和智能控制系统结合，大大提高了掘锚机的生产效率。

64.本技术实施例中，结合图2所示，所述掘锚机的工作环境状态包括所述掘锚机与洞壁的距离，所述掘锚机自身的状态包括所述掘锚机的航向姿态；

65.所述智能化控制系统包括：井下集控室和地面集控室，所述井下集控室和所述地面集控室通过光缆相连接，

66.所述井下集控室用于与所述智能化控制系统通信，所述井下集控室还用于与所述地面集控室通信，

67.所述地面集控室用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，远程控制所述掘锚机动作。

68.本技术实施例中，结合图3所示，所述自动导航与姿态实时检测系统包括：无线系统、惯性导航、激光靶和四个测距传感器，

69.四个所述测距传感器围绕所述掘锚机的第一部分本体外表面设置，所述无线系统设置在靠近所述第一部分本体的洞壁，所述无线系统包括相连接的全站仪和无线电台，所述惯性导航、所述激光靶和所述无线电台设置于所述第一部分本体上，

70.所述测距传感器用于实时监测所述掘锚机与洞壁的距离，

71.所述惯性导航用于实时监测所述掘锚机的航向姿态，

72.所述全站仪和所述激光靶用于弥补所述惯性导航检测过程中产生的误差，

73.所述无线电台用于所述全站仪、所述激光靶与所述惯性导航三者之间的数据交互，所述无线电台还用于与所述智能化控制系统通信。

74.本技术实施例中，所述井下集控室包括第二智能交换机，所述第二智能交换机设

置在所述井下集控室内；

75.所述智能化控制系统还包括井下各工作设备，

76.所述井下各工作设备包括第一智能交换机、地下5g基站组、两台5g客户端，所述第一智能交换机设置于所述掘锚机的第二部分本体上，所述地下5g基站组和所述第一智能交换机分别和所述第二智能交换机通过所述光缆相连接，所述两台5g客户端分别设置于所述第一部分本体上和第二部分本体上，所述两台5g客户端和所述地下5g基站组通过5g信号传递信息，

77.所述第二智能交换机用于通过光缆和wifi信号传递信息，远程控制所述第一智能交换机，

78.所述第二智能交换机还用于分别远程控制所述两台5g客户端。

79.在本实施例中，结合图4所示，智能交换机主要是把来自掘锚机的电信号转为光信号，一般成对出现，因此在设备附近和井下集控室分别配置第一智能交换机和第二智能交换机，还可以将电信号转为wifi信号，作为光缆通讯的备用信号，第一智能交换机和第二智能交换机通过光缆和wifi信号在通信系统中完成信息交换。地下5g基站组、5g客户端和第二智能交换机组成第二链路，地下5g基站组用于收发来自5g客户端的信号，5g客户端的输入来自于掘锚机的以太网信号，第二智能交换机能利用地下5g基站组通过5g信号远程控制两台5g客户端。

80.在一些实施例中，在井下设置有本安手机，在井上设置有普通手机，可以通过5g相互通讯，地面技术人员通过电话或视频指导井下维保人员进行维修工作，将极大提高维修效率。

81.本实施例所述的煤矿用掘锚一体机系统利用智能化手段对掘锚机进行远程控制，提高操作人员工作效率和处理故障问题效率，光缆、5g信号和wifi信号构成了三套通讯网络互为备用，大大提高了远程控制的可靠性，使井下无人操作成为可能。

82.本技术实施例中，所述智能化控制系统还包括遥控操作系统，

83.所述遥控操作系统包括本机操作箱、遥控接收器和遥控发送器，所述本机操作箱和所述遥控接收器设置于所述第一部分本体和第二部分本体上，所述遥控发送器设置于距离所述掘锚机预设范围内的地面上，

84.所述遥控操作系统用于控制所述掘锚机，

85.所述遥控发送器用于向所述本机操作箱发送控制命令，

86.所述遥控接收器用于从所述本机操作箱接收执行结果，

87.所述本机操作箱用于根据接收的所述控制命令通过总线控制所述掘锚机，并向所述遥控接收器发送所述执行结果。

88.本技术实施例中，结合图1所示，所述一体机系统还包括健康自诊断系统114，所述健康自诊断系统114包括两个压力传感器、两个温度传感器、堵料传感器、两个温湿度传感器和报警器，两个所述压力传感器分别设置于所述第一部分本体上和所述第二部分本体的液压泵站上，两个所述温度传感器分别设置于所述第二部分本体的泵站油箱上和泵站电机上，所述堵料传感器设置于所述掘锚机的第三部分本体上，所述两个温湿度传感器分别设置于所述第一部分本体上和所述第二部分本体的上，

89.所述压力传感器用于检测所述液压泵的压力信息并获取压力数据，

90.所述温度传感器用于检测所述泵站油箱和所述泵站电机的温度信息并获取温度数据，

91.所述堵料传感器用于检测物料信息并获取堵料数据，

92.所述温湿度传感器用于检测温湿度信息并获取温湿度数据，

93.所述报警器用于根据压力数据、温度数据、堵料数据和温湿度数据获取报警信息，将所述报警信息发送至所述智能化控制系统。

94.在本实施例中，结合图5所示，压力传感器利用压电效应，经过外力作用后的电荷，在回路具有无限大的输入阻抗时得到保存。温度传感器将温度转化为可输出信号。堵料传感器当掘锚机的第三部分本体检测发生堵塞时，根据堵塞程度输出堵料数据。温湿度传感器以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、v/i转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成温湿度数据输出。所述报警器用于根据压力数据、温度数据、堵料数据和温湿度数据获取报警信息，将所述报警信息发送至所述智能化控制系统。

95.本实施例所述的煤矿用掘锚机系统利用两个压力传感器、两个温度传感器、堵料传感器、两个温湿度传感器和报警器实时检测设备的健康状态，满足智能化的基础条件。

96.本技术实施例中，所述健康自诊断系统114还包括四个振动传感器、电压传感器、五个电流传感器、四个跑偏传感器、两个急停传感器和发送器，

97.所述振动传感器三个均匀设置在所述第一部分本体的外表面，另一个所述振动传感器固定在所述第一部分本体的截割臂，所述电压传感器和所述五个电流传感器均匀设置于所述第一部分本体的电控箱内部，所述四个跑偏传感器和所述两个急停传感器均匀布置在所述第三部分本体的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面位于所述第三部分本体的右侧，所述第二安装面相对于所述第一安装面，

98.所述振动传感器用于分别检测所述第一部分本体的外表面和切割臂的机械振动信息并获取振动数据，

99.所述电压传感器和所述电流传感器用于检测所述电控箱内部的电压信息和电流信息并获取电流数据和电压数据，

100.所述跑偏传感器用于检测所述掘锚机的行进状态并获取状态数据，

101.所述急停传感器用于检测所述掘锚机的停止信号并获取急停数据，

102.所述发送器用于根据所述振动数据、所述电流数据、所述电压数据、所述状态数据和所述急停数据获取故障信息，将所述故障信息发送至所述智能化控制系统。

103.在本实施例中，结合图6所示，振动传感器将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量，通过检测第一部分本体的外表面和切割臂的机械振动信息并获取振动数据。电压传感器将被测电量参数转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号。电流传感器能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出。跑偏传感器作为矿用带式输送机保护装置配套检测装置，对输送机的输送带的跑偏情况进行监控，当输送带跑偏时，传感器输出低电平信号，实现跑偏保护。急停传感器任一边的急停拉环上向外施加60n

±

10n的作用力并产生位移时，急停开关内的行程开关动作，接点状态翻转，并自锁；在相应的复位拉环上向外施加60n

±

10n的作用力时，急停开关内的行程开关再次动作，接点状态复原。发送器根

据振动数据、电流数据、电压数据、状态数据和急停数据获取故障信息，将所述故障信息发送至所述智能化控制系统。

104.本实施例所述的煤矿用掘锚一体机系统通过振动传感器、电压传感器、电流传感器、跑偏传感器、急停传感器和发送器将故障信息发送至所述智能化控制系统，智能化控制系统根据故障信息采取不同的应对措施，提高了设备运行时的可靠程度。

105.本技术实施例中，结合图5所示，所述健康自诊断系统114还包括双机协同系统，

106.所述双机协同系统设置于所述第一部分本体和所述第二部分本体的连接部件上，所述双机协同系统用于协同所述第一部分主体和所述第二部分主体。

107.本技术实施例中，结合图1所示，所述一体机系统还包括安全保护系统115，

108.所述安全保护系统115包括超前地质预报、烟雾传感器、粉尘传感器、甲烷传感器、人体红外传感器、摄像监控系统和人员定位系统，所述超前地质预报、所述烟雾传感器、所述粉尘传感器、所述甲烷传感器、所述人体红外传感器和所述摄像监控系统设置于所述第一部分本体上，所述人员定位系统设置于所述第一部分本体的外表面，

109.所述超前地质预报用于对一定范围内的地层情况进行超前预报，

110.所述烟雾传感器、所述粉尘传感器和所述甲烷传感器用于检测所述掘锚机的气体环境，

111.所述人体红外传感器和所述摄像监控系统用于监测人员状态，

112.所述人员定位系统用于检测工作范围并获取范围数据。

113.在一些实施例中，超前地质预报利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理，实现拾取掌子面前方岩体中的反射波信息，达到探测前方的涌水、空洞、裂隙的目的。

114.在本实施例中，结合图7所示，通过超前地质预报探测前方100米以内的断层、破碎带和裂隙水。烟雾传感器内部采用光电感烟器件，同时内置蜂鸣器，报警后可发出强烈声响，能够探测掘锚机内的烟雾。粉尘传感器依照光的散射原理，通过微粒和分子在光的照射下能产生光的散射现象获取掘锚机灰尘的相对浓度，内部对角放置红外线发光二极管和光电晶体管，它们的光轴相交，当代灰尘的气流通过光轴相交的交叉区域，粉尘对红外光反射，反射的光强与灰尘浓度相关，对粉尘传感器标定一定的浓度值，一旦环境中的浓度超过这个标定值粉尘传感器就会发出警报。甲烷传感器采用载体催化元件为检测元件，产生一个与甲烷含量成比例的微弱信号，经过多级放大电路放大后产生一个输出信号，实现显示、报警功能。把人体红外传感器和摄像监控系统设置在第一部分本体容易受挤压的危险区域，形成第一道人身保护。同时，人员定位系统通过安装在掘锚机第一部分本体外表面上的服务器和人员身上的标识卡进行位置识别，当人员接近危险区域时，设置在掘锚机外表面的服务器上的声光报警器会发出报警，进行提醒。

115.本实施例所述的煤矿用掘锚一体机系统利用超前地质预报探测断层、碎裂带和裂隙水，烟雾传感器、粉尘传感器和甲烷传感器对掘进工作环境进行全方位检测，保障了工作环境的安全性，再通过人体红外传感器和摄像监控系统形成第一道人身保护。借助于人员定位系统，通过服务器和标识卡来实现人员定位和设备定位，提醒非掘锚机操作或维保人

员进行掘进工作范围，进行第二道人身安全保护。

116.本技术实施例中，所述地面集控室包括第三交换机，所述第三交换机设置于所述地面集控室，所述第三交换机通过所述光缆与所述地面5g基站相连接，

117.所述第三交换机用于通过所述地面5g基站实现有线通信网络与无线终端之间的信号传输。

118.在本实施例中，第三交换机通过地面5g基站实现信号传输，实现有线通信网络和无线终端的信息交流，所述地下5g基站组沿隧道直线掘进方向按照预设距离均匀布置。

119.本实施例所述的煤矿用掘锚一体机系统借助于第三交换机和地面5g基站实现本地的无线通讯和云端的数据交互，掘锚机的掘进数据可以实时上传到云端服务器。

120.本发明所述的煤矿用掘锚机一体机系统，包括掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，通过自动导航与姿态实时检测系统检测掘锚机的工作环境状态，同时对掘锚机进行自检，通过智能化控制系统与自动导航与姿态实时检测系统联合作用，根据自动导航与姿态实时检测系统反馈，从而控制掘锚机动作。利用煤矿用掘锚一体机系统实现智能化控制，通过自动导航和姿态实时检测系统和智能控制系统结合，大大提高了掘锚机的生产效率。

121.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。技术特征：

1.一种煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述一体机系统包括：掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，所述自动导航与姿态实时检测系统用于检测掘锚机的工作环境状态及所述掘锚机自身的状态，所述智能化控制系统用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，控制所述掘锚机动作。2.根据权利要求1所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述掘锚机的工作环境状态包括所述掘锚机与洞壁的距离，所述掘锚机自身的状态包括所述掘锚机的航向姿态；所述智能化控制系统包括：井下集控室和地面集控室，所述井下集控室和所述地面集控室通过光缆相连接，所述井下集控室用于与所述智能化控制系统通信，所述井下集控室还用于与所述地面集控室通信，所述地面集控室用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，远程控制所述掘锚机动作。3.根据权利要求1所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述自动导航与姿态实时检测系统包括：无线系统、惯性导航、激光靶和四个测距传感器，四个所述测距传感器围绕所述掘锚机的第一部分本体外表面设置，所述无线系统设置在靠近所述第一部分本体的洞壁，所述无线系统包括相连接的全站仪和无线电台，所述惯性导航、所述激光靶和所述无线电台设置于所述第一部分本体上，所述测距传感器用于实时监测所述掘锚机与洞壁的距离，所述惯性导航用于实时监测所述掘锚机的航向姿态，所述全站仪和所述激光靶用于弥补所述惯性导航检测过程中产生的误差，所述无线电台用于所述全站仪、所述激光靶与所述惯性导航三者之间的数据交互，所述无线电台还用于与所述智能化控制系统通信。4.根据权利要求3所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述井下集控室包括第二智能交换机，所述第二智能交换机设置在所述井下集控室内；所述智能化控制系统还包括井下各工作设备，所述井下各工作设备包括第一智能交换机、地下5g基站组、两台5g客户端，所述第一智能交换机设置于所述掘锚机的第二部分本体上，所述地下5g基站组和所述第一智能交换机分别和所述第二智能交换机通过所述光缆相连接，所述两台5g客户端分别设置于所述第一部分本体上和第二部分本体上，所述两台5g客户端和所述地下5g基站组通过5g信号传递信息，所述第二智能交换机用于通过光缆和wifi信号传递信息，远程控制所述第一智能交换机，所述第二智能交换机还用于分别远程控制所述两台5g客户端。5.根据权利要求3所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述智能化控制系统还包括遥控操作系统，所述遥控操作系统包括本机操作箱、遥控接收器和遥控发送器，所述本机操作箱和所述遥控接收器设置于所述第一部分本体和第二部分本体上，所述遥控发送器设置于距离所

述掘锚机预设范围内的地面上，所述遥控操作系统用于控制所述掘锚机，所述遥控发送器用于向所述本机操作箱发送控制命令，所述遥控接收器用于从所述本机操作箱接收执行结果，所述本机操作箱用于根据接收的所述控制命令通过总线控制所述掘锚机，并向所述遥控接收器发送所述执行结果。6.根据权利要求1所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述一体机系统还包括健康自诊断系统，所述健康自诊断系统包括两个压力传感器、两个温度传感器、堵料传感器、两个温湿度传感器和报警器，两个所述压力传感器分别设置于所述第一部分本体上和所述第二部分本体的液压泵站上，两个所述温度传感器分别设置于所述第二部分本体的泵站油箱上和泵站电机上，所述堵料传感器设置于所述掘锚机的第三部分本体上，所述两个温湿度传感器分别设置于所述第一部分本体上和所述第二部分本体的上，所述压力传感器用于检测所述液压泵的压力信息并获取压力数据，所述温度传感器用于检测所述泵站油箱和所述泵站电机的温度信息并获取温度数据，所述堵料传感器用于检测物料信息并获取堵料数据，所述温湿度传感器用于检测温湿度信息并获取温湿度数据，所述报警器用于根据压力数据、温度数据、堵料数据和温湿度数据获取报警信息，将所述报警信息发送至所述智能化控制系统。7.根据权利要求6所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述健康自诊断系统还包括四个振动传感器、电压传感器、五个电流传感器、四个跑偏传感器、两个急停传感器和发送器，所述振动传感器三个均匀设置在所述第一部分本体的外表面，另一个所述振动传感器固定在所述第一部分本体的截割臂，所述电压传感器和所述五个电流传感器均匀设置于所述第一部分本体的电控箱内部，所述四个跑偏传感器和所述两个急停传感器均匀布置在所述第三部分本体的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面位于所述第三部分本体的右侧，所述第二安装面相对于所述第一安装面，所述振动传感器用于分别检测所述第一部分本体的外表面和切割臂的机械振动信息并获取振动数据，所述电压传感器和所述电流传感器用于检测所述电控箱内部的电压信息和电流信息并获取电流数据和电压数据，所述跑偏传感器用于检测所述掘锚机的状态并获取状态数据，所述急停传感器用于检测所述掘锚机的停止信号并获取急停数据，所述发送器用于根据所述振动数据、所述电流数据、所述电压数据、所述状态数据和所述急停数据获取故障信息，将所述故障信息发送至所述智能化控制系统。8.根据权利要求7所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述健康自诊断系统还包括双机协同系统，所述双机协同系统设置于所述第一部分本体和所述第二部分本体的连接部件上，所述双机协同系统用于协同所述第一部分主体和所述第二部分主体。9.根据权利要求1所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述一体机系统还包括

安全保护系统，所述安全保护系统包括超前地质预报、烟雾传感器、粉尘传感器、甲烷传感器、人体红外传感器、摄像监控系统和人员定位系统，所述超前地质预报、所述烟雾传感器、所述粉尘传感器、所述甲烷传感器、所述人体红外传感器和所述摄像监控系统设置于所述第一部分本体上，所述人员定位系统设置于所述第一部分本体的外表面，所述超前地质预报用于对一定范围内的地层情况进行超前预报，所述烟雾传感器、所述粉尘传感器和所述甲烷传感器用于检测所述掘锚机的气体环境，所述人体红外传感器和所述摄像监控系统用于监测人员状态，所述人员定位系统用于检测工作范围并获取范围数据。10.根据权利要求1所述的煤矿用掘锚一体机系统，其特征在于，所述地面集控室包括第三交换机，所述第三交换机设置于所述地面集控室，所述第三交换机通过所述光缆与所述地面5g基站相连接，所述第三交换机用于通过所述地面5g基站实现有线通信网络与无线终端之间的信号传输。

技术总结

本发明提供了一种煤矿用掘锚一体机系统，涉及煤矿隧道施工技术领域，所述一体机系统包括：掘锚机、自动导航与姿态实时检测系统以及智能化控制系统，所述自动导航与姿态实时检测系统用于检测掘锚机的工作环境状态及所述掘锚机自身的状态，所述智能化控制系统用于根据所述自动导航与姿态实时检测系统检测的工作环境状态和自身的状态，控制所述掘锚机动作。本发明实现了煤矿用掘锚一体机系统智能化，提高掘锚机工作效率。高掘锚机工作效率。高掘锚机工作效率。

技术研发人员：张立勋 高博 陈奇 孙延飞 骆光炬 郭建强 王占辉 林福龙 荆留杰

受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司

技术研发日：2022.11.25

技术公布日：2023/3/14