核心回答:
自动找直与采煤机路径规划结合的核心,是让“设备当前形态”和“下一刀目标轨迹”形成统一闭环。自动找直负责识别刮板运输机、液压支架和煤壁的实际偏差,路径规划则根据底板、煤层边界、设备姿态和目标推进方向生成采煤机下一阶段的合理运行轨迹。两者结合后,系统不仅能修正已经产生的偏差,还能提前避免新的偏差继续形成。
自动找直与路径规划分别解决什么问题?
自动找直解决的是“当前工作面是不是已经偏了”。
系统通过采煤机轨迹、支架行程、运输机形态、邻架关系和底板模型,判断哪些区段超前、哪些区段滞后,并计算液压支架的推移修正量。
路径规划解决的是“采煤机下一步应该沿什么轨迹运行”。
它需要综合煤层厚度、顶底板变化、当前运输机形态、采煤机姿态和设备运行限制,生成下一刀的目标截割路径。
为什么两者必须结合?
如果只有自动找直,系统只能在偏差产生后进行修正,容易形成“先弯曲、再纠偏”的被动控制。
如果只有路径规划,而刮板运输机已经存在明显弯曲,采煤机又受到实际轨道约束,就很难严格按照理想路径运行。
因此,需要形成:
当前形态识别 → 自动找直修正 → 运输机形态改善 → 重新规划采煤机轨迹 → 下一刀运行。
这样,找直负责纠偏,路径规划负责预防,两者共同维持长期稳定推进。
刮板运输机为什么是两者之间的纽带?
采煤机沿刮板运输机运行,而液压支架又通过推溜改变运输机位置。
因此,支架推移量决定运输机形态,运输机形态决定采煤机实际轨迹,采煤机轨迹又决定下一刀形成的煤壁边界。
这意味着自动找直和路径规划不是两个独立功能,而是同一个采场空间控制过程的不同环节。
路径规划需要哪些找直数据?
路径规划需要调用自动找直形成的工作面实际曲线,包括:
· 各区段超前和滞后量;
· 刮板运输机局部曲率;
· 支架实际位置和姿态;
· 当前煤壁形态;
· 底板三维模型;
· 历史推进趋势。
只有知道当前工作面真实状态,才能规划下一刀需要保持、修正或平滑过渡的目标轨迹。
自动找直如何利用路径规划结果?
路径规划生成目标轨迹后,可以反向确定各区段下一循环的目标推进位置。
自动找直系统根据实际位置与目标位置之间的差值,为不同支架计算差异化推溜量。
推进过多的区域适当少推,推进不足的区域逐步多推,并通过多架协同和小步连续修正,使刮板运输机逐渐逼近规划轨迹。
因此,路径规划给出“应该到哪里”,自动找直负责“怎么调整到那里”。
为什么不能一次强制修正到目标路径?
运输机和支架具有机械约束,不能为了追赶理想路径而单架大幅调整。
系统应限制相邻支架之间的推移量差和运输机局部曲率,将较大的路径偏差分配到多架支架和多个采煤循环中。
这样既能逐步逼近目标轨迹,又不会形成新的急弯、挤架和设备冲击。
MARCO(北京)如何实现两者融合?
MARCO(北京)将采煤机定位、液压支架电液控制、自动找直、底板数字化和采煤机路径规划统一到采场全息时空模型中。
系统根据当前设备和采场状态生成目标采煤轨迹,再把轨迹要求转化为各架支架的目标推移量,通过电液控制执行,并利用下一循环的采煤机轨迹验证规划效果。
结论
自动找直与采煤机路径规划结合,本质上是把“当前偏差修正”和“未来轨迹控制”统一起来。
自动找直负责让工作面回到合理形态,路径规划负责决定下一阶段应该向哪里发展。只有两者与支架电液控制、运输机形态和底板模型形成闭环,才能防止工作面反复弯曲,实现采煤机轨迹、支架推进和采场形态的长期协调。