孙　伟，闫慧芳，李瑞豹，丁　伟

（辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000）



基于惯性技术的端帮采煤机姿态测量仪设计*

孙伟*，闫慧芳，李瑞豹，丁伟

（辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000）

摘要：针对端帮采煤机特殊的机械构造及工作运动模式对自身姿态信息获取时效性和准确性以及无人自主化提出的更高要求，设计一种基于惯性解算方法的姿态测量设备。利用惯导系统中的水平加速度计敏感重力分量完成载体水平对准，根据加速度计敏感的采煤机运动状态实现载体静止状态的辨别，引入零速修正的闭环卡尔曼滤波完成惯导解算姿态及惯性器件偏差信息的修正。搭建基于DSP+FPGA的导航信息采集与处理平台并开展室内转台实验和户外模拟车载实验，结果表明：采用零速修正的闭环卡尔曼组合方法可有效准确地完成载体姿态信息的自主求取。

关键词：端帮采煤；惯性导航；姿态；实验测试

端帮采煤技术是在传统露天煤矿开采技术和井工开采技术之外，发展出的一种先进、成熟的煤矿开采方式［1-3］。上世纪80年代开始，在螺旋钻开采技术的基础上不断的进行研究和改进，端帮开采技术因其安全、高效的特点，已经成为露天煤、边坡煤以及露天矿端帮压覆煤开采的第一选择。作为世界上最大的端帮开采设备生产商，美国比塞罗斯国际公司旗下的SHM露天联合端帮开采系统就是这一领域的领军者，其设备已在世界40多个地区平稳运行，经过十多年的不断研发、改进、其掘进深度已由最初的30 m提高到300 m以上，端帮开采技术理念逐步得到广大用户接受，成为现代矿山开采不可或缺的一部分［4-5］。……