(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210817934.9 (22)申请日 2022.07.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114893130 A (43)申请公布日 2022.08.12 (73)专利权人 张家口宣 化华泰矿冶机械有限公 司 地址 075100 河北省张家口市宣 化区开发 区长平北路10号 (72)发明人 赵金富　张磊　刘文星　王茹玲　 赵生军　 (74)专利代理 机构 河北国维致远知识产权代理 有限公司 13137 专利代理师 秦敏华(51)Int.Cl. E21B 15/04(2006.01) G01D 21/02(2006.01) F15B 13/08(2006.01) F15B 21/02(2006.01) (56)对比文件 CN 109505608 A,2019.0 3.22 CN 114293909 A,202 2.04.08 US 20212 22498 A1,2021.07.2 2 审查员 滕浩 (54)发明名称 机械臂钻孔定位系统、 方法、 台车、 触摸屏及 存储介质 (57)摘要 本发明适用于矿山掘进钻孔定位技术领域， 提供了一种机械臂钻孔定位系统、 方法、 台车、 触 摸屏及存储介质， 该系统包括： 机械臂和触摸屏， 机械臂包括第一机械臂、 第二机械臂、 第一油缸 至第八油缸， 伸缩第一油缸至第八油缸控制第一 机械臂和第二机械臂运动， 机械臂还包括角度传 感器、 位移传感器和压力传感器； 触摸屏用于接 收用户指令， 基于用户指令、 预设定位算法和传 感器的数值控制第一机械臂和第二机械臂按照 布孔文件进行运动。 本发明使操作人员不需要操 作矿山掘进台车的操作手柄， 即可快速、 准确地 完成钻孔定位。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 114893130 B 2022.09.13 CN 114893130 B 1.一种机 械臂钻孔定位系统， 其特 征在于， 包括： 机 械臂和触摸屏； 所述机械臂包括第一机械臂、 第 二机械臂、 第 一油缸至第八油缸， 伸缩所述第 一油缸至 第三油缸中的任一油缸控制第一机械臂 运动， 伸缩第四油缸至所述第八油缸中的任一油缸 控制第二机械臂 运动； 所述机械臂还包括用于测量所述第一机械臂和所述第二机械臂角度 的角度传感器， 用于测量所述第一机械臂和所述第二机械臂位移的位移传感器， 以及用于 测量所述第二机 械臂和工作面接触压强的压力传感器； 所述触摸屏用于接收用户指令， 基于所述用户指令、 预设定位算法和多种传感器的数 值控制第一油缸至第八油缸进 行伸缩， 使得所述第一机械臂和所述第二机械臂按照布孔文 件进行运动； 其中， 所述基于所述用户指令、 预设定位算法和多种传感器的数值控制第一油 缸至第 八油缸进行伸缩， 包括： 依次对所述多种传感器所采集的数值进行判定， 若所述多种传感器所采集的数值等于 所述预设定位算法的预设数值， 则执行所述预设定位算法以控制第一油缸至第八油缸进 行 伸缩； 基于所述预设定位算法中周边孔的判定依据和所述布孔文件中钻孔的坐标信 息， 判定 钻孔是否为周边 孔， 若为周边 孔， 则对应调整所述第二机 械臂的倾 斜角度。 2.如权利要求1所述机械臂钻孔定位系统， 其特征在于， 所述第 一油缸和第 二油缸位于 连接座和所述第一机械臂之间， 用于控制所述第一机械臂的俯仰和摆动； 所述第三油缸位 于所述第一机械臂和所述第二机械臂之间， 用于控制所述第一机械臂的伸缩； 第四油缸和 第五油缸位于所述第一机械臂和所述第二机械臂之 间， 用于控制所述第二机械臂的俯仰和 摆动； 第六油缸位于所述第二机械臂的中部， 用于控制所述第二机械臂的旋转； 第七油缸位 于所述第二机械臂的前部， 用于控制所述第二机械臂的摆动； 第八油缸位于所述第二机械 臂的前部， 用于控制所述第二机 械臂的伸缩； 多个所述角度传感器位于所述第 一机械臂和所述第 二机械臂的关节 处， 用于测量各个 关节的角度； 所述位移传感器为拉线式传感器， 固定在所述第一机械臂和所述第二机械臂上， 所述 位移传感器和所述角度传感器用于确定所述第一机 械臂和所述第二机 械臂的位置； 所述压力传感器位于所述第二机 械臂与工作面接触的端面上。 3.一种机械臂钻孔定位方法， 其特征在于， 基于权利要求1或2所述机械臂钻孔定位系 统中的机械臂， 应用于权利要求1或2所述机械臂钻孔定位系统中的触摸屏， 所述机械臂钻 孔定位方法包括： 接收用户指令； 基于所述用户指令、 预设定位算法和多种传感器的数值控制第 一油缸至第八油缸进行 伸缩， 使得第一机械臂和第二机械臂按照布孔文件进行运动， 所述多种传感器包括角度传 感器、 位移传感器和压力传感器； 其中， 所述基于所述用户指令、 预设定位算法和多种传感器的数值控制第一油 缸至第 八油缸进行伸缩， 包括： 依次对所述多种传感器所采集的数值进行判定， 若所述多种传感器所采集的数值等于 所述预设定位算法的预设数值， 则执行所述预设定位算法以控制第一油缸至第八油缸进 行权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114893130 B 2伸缩； 基于所述预设定位算法中周边孔的判定依据和所述布孔文件中钻孔的坐标信 息， 判定 钻孔是否为周边 孔， 若为周边 孔， 则对应调整所述第二机 械臂的倾 斜角度。 4.如权利要求3所述的机械臂钻孔定位方法， 其特征在于， 所述依次对所述多种传感器 所采集的数值进行判定， 包括： 采集角度传感器和位移传感器的数值， 判定第六油缸能否 旋转； 采集第六角度传感器的数值判定是否为90 °； 采集角度传感器和位移传感器的数值， 判定钻孔工具沿水平方向左右移动的位移是否 在预设偏差内； 采集第三角度传感器的数值与第四角度传感器的数值之和， 判定是否为0 °； 采集角度传感器和位移传感器的数值， 判定钻孔工具沿竖直方向上下移动的位移是否 在预设偏差内； 采集第一角度传感器的数值与第二角度传感器的数值之和， 判定是否为0 °； 采集角度传感器和位移传感器的数值， 判定钻孔工具左右方向的倾斜角度是否在预设 偏差内； 采集角度传感器和位移传感器的数值， 判定钻孔工具上下方向的倾斜角度是否在预设 偏差内； 采集压力传感器的数值， 判定是否 达到预设压强。 5.如权利要求4所述的机械臂钻孔定位方法， 其特征在于， 所述用户指令包括设置布孔 文件、 发送钻孔指 令、 暂停钻孔指 令， 所述设置布孔文件包括调用布 孔文件、 新建布孔文件、 编辑布孔文件和保存布孔文件； 所述布孔文件包括设定工作面布孔区域、 布孔数量、 每个钻孔的坐标信息和钻孔顺序， 其中， 所述工作面布孔区域划分为第一布孔区域、 第二布孔区域、 第三布孔区域和第四布 孔 区域； 所述第一布孔区域至所述第四布孔 区域基于所述第 一机械臂、 所述第 二机械臂的结构 特性和工作面钻孔要求所划分。 6.如权利要求5所述的机械臂钻孔定位方法， 其特征在于， 所述预设定位算法包括第 一 定位算法、 第二定位算法、 第三定位算法和 第四定位算法； 所述第一定位算法应用于所述第 一布孔区域， 所述第二定位算法应用于所述第二布孔区域， 所述第三定位算法应用于所述 第三布孔区域， 所述第四定位 算法应用于所述第四布孔区域。 7.如权利要求3所述的机械臂钻孔定位方法， 其特征在于， 在所述接收用户指令之前， 所述机械臂钻孔定位方法还包括： 检测触摸屏的通讯状态、 检测所有传感器状态和检测钻 孔工具的现有位置 。 8.一种掘进台车， 其特征在于， 包括如权利要求1至2任一项所述的机械臂钻孔定位系 统。 9.一种触摸屏， 包括存储器和 处理器， 所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的 计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求3至7任一项 所述的机 械臂钻孔定位方法。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114893130 B 3