(19)中华 人民共和国 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 202110708352.2 (22)申请日 2021.06.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113431574 A (43)申请公布日 2021.09.24 (73)专利权人 桂林电子科技大 学 地址 541004 广西壮 族自治区桂林市灵川 县灵田镇桂林电子科技大 学花江校区 (72)发明人 王海舰　黄梦蝶　赵雪梅　刘丽丽　 吴真昱　刘博　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11562 代理人 张雪 (51)Int.Cl. E21C 35/24(2006.01)G06F 30/27(2020.01) F16M 11/04(2006.01) F16M 11/18(2006.01) F16M 11/42(2006.01) G01B 11/24(2006.01) 审查员 李慧杰 (54)发明名称 一种采煤机低能耗高效开采参数优化方法 及三维扫描 装置 (57)摘要 本发明公开一种采煤机低能耗高效开采参 数优化方法及三维扫描装置， 获取不同厚度煤壁 试件的点云数据进行三维重构， 得到煤壁实际厚 度特征； 建立采煤机切割煤壁试件的滚筒转速、 进给速度、 煤壁实际厚度特征的回归方程； 得到 最优滚筒转速、 最优进给速度、 最优厚度特征； 将 最优滚筒转速、 最优进给速度、 最优能耗代入回 归方程， 计算得到实际最优滚筒转速、 实际最优 进给速度； 利用实际最优滚筒转速、 实际最优进 给速度切割煤壁试件， 采集采煤机切割的电流数 据， 根据电流数据调整实际最优滚筒转速、 实际 最优进给速度， 实现采煤机的参数优化。 本发明 将采煤机滚筒截割性能综合最优运动参数匹配 适应煤层厚度变化， 从而达到采煤机工作时采煤 综合性能最优。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 113431574 B 2022.04.05 CN 113431574 B 1.一种采煤 机低能耗高效开采参数优化方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 获取不同厚度煤壁试件的点云数据进行三维重构， 得到 煤壁实际厚度特 征； 通过二次旋转回归正交组合实验建立采煤机在切割所述煤壁试件过程的滚筒转速、 进 给速度、 所述煤壁实际厚度特 征的回归方程； 结合遗传算法得到最优滚筒转速、 最优进给速度、 最优厚度 特征， 利用所述最优滚筒转 速、 最优进给速度、 最优厚度特 征计算所述采煤 机的最优能耗； 将所述最优滚筒转速、 最优进给速度、 最优能耗代入所述回归方程， 以理论值迭代获取 最优值， 得到实际最优 滚筒转速、 实际最优进给速度； 利用所述实 际最优滚筒转速、 实 际最优进给速度对所述煤壁试件进行切割， 并采集所 述采煤机切割时的电流数据， 根据所述电流数据调整所述实际最优滚筒转速、 实际最优进 给速度， 实现所述采煤 机的参数优化； 所述煤壁实 际厚度特征， 具体分为： 煤层表面平整、 煤层表面上厚下薄、 煤层表面下厚 上薄、 煤层表面中间厚两边薄、 煤层表面两边薄中间厚。 2.根据权利要求1所述的一种 采煤机低能耗高效开采参数优化方法， 其特征在于： 所述 滚筒转速、 进给速度、 煤壁实际厚度特 征包括多组数据， 通过如下步骤获得： 利用所述二 次旋转回归正交组合实验设定具体的所述滚筒转速、 进给速度及煤壁实际 厚度特征组合值进行切割实验； 将所述最优滚筒转速、 最优进给速度、 最优厚度特征代入所述回归方程计算得到所述 最优能耗。 3.根据权利要求1所述的一种 采煤机低能耗高效开采参数优化方法， 其特征在于： 所述 实际最优 滚筒转速、 实际最优进给速度通过如下步骤得 出： 将所述最优进给速度、 煤壁实际厚度特征输入所述 回归方程， 在所述最优能耗条件下， 计算得到所述实际最优 滚筒转速； 将所述实 际最优滚筒转速、 煤壁实 际厚度特征输入所述回归方程， 在所述最优能耗条 件下， 计算得到所述实际最优进给速度。 4.根据权利要求1所述的一种 采煤机低能耗高效开采参数优化方法， 其特征在于： 所述 采煤机的参数优化 通过如下步骤获得： 所述实际最优滚筒转速、 实 际最优进给速度对不同厚度的所述煤壁试件进行切割， 采 集切割不同厚度的所述煤壁试件的电流数据， 根据所述电流数据计算当前所述采煤机的实 际能耗； 计算当前煤壁试件厚度与最优厚度特 征的差值； 计算所述实际能耗与所述 最优能耗的差值； 得到不同煤层厚度条件下的能耗变化； 通过所述能耗变化调整所述实际最优 滚筒转速、 实际最优进给速度。 5.一种根据权利要求1 ‑4任一项所述方法的三维扫描装置， 其特征在于： 包括支架， 滑 动链接在所述支架上 的行走机构， 所述行走机构上固定连接有升降机构， 所述升降机构一 侧固定连接有相机角度调节机构， 所述相机角度调节机构上固定连接有相机(9)。 6.根据权利要求5所述的三维扫描装置， 其特征在于： 所述支架为L型结构， 所述支架竖 向侧壁顶面 转动连接有销排(2)， 所述销排(2)包括若干等间隔排列的销钉；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113431574 B 2所述行走机构包括滑动连接在支架上方的机架(13)， 所述机架(13)内固定连接有齿轨 轮驱动电机(14)， 所述齿轨轮驱动电机(14)轴接有齿轨轮传动轴(15)的一端， 所述齿轨轮 传动轴(15)另一端穿过所述机架(13)侧壁且轴接有齿轨轮(3)， 所述齿轨轮(3)与若干所述 销钉相啮合， 所述机架(13)远离所述齿轨轮(3)的侧壁底部固定连接有行走滑靴(11)， 所述 行走滑靴(1 1)与所述支 架横向侧壁滑动连接， 所述机架(13)顶部与所述升降机固定连接 。 7.根据权利要求5所述的三维扫描装置， 其特征在于： 所述升降机包括固定连接在所述 行走机构顶部的直线导轨(12)， 所述直线导轨(12)竖直设置， 所述直线导轨(12)外侧滑动 配合有滑台(5)， 所述滑台(5)通过丝杠组件连接有步进电机(6)的输出轴， 所述步进电机 (6)固定连接在所述直线导轨(12)顶部， 所述直线导轨(12)侧壁与所述行走机构顶部固定 连接有L型支撑板(4)， 所述滑 台(5)远离所述直线导轨(12)的一侧与所述相机角度调节机 构固定连接 。 8.根据权利要求5所述的三维扫描装置， 其特征在于： 所述相机角度调节机构包括固定 连接在所述升降机构一侧的云台驱动电机(7)， 所述云台驱动电机(7)输出轴轴接有旋转云 台(10)， 所述旋转云台(10)一侧固定连接有相机连接架(8)， 所述相机连接架(8)远离所述 云台驱动电机(7)的一侧与所述相机(9)固定连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113431574 B 3