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龙图腾网获悉中国矿业大学(北京)申请的专利一种放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制系统和方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116620830B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310510761.0，技术领域涉及：B65G47/52；该发明授权一种放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制系统和方法是由曾晓腾;邹甲;张弋设计研发完成，并于2023-05-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制系统和方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制系统和方法。该系统利用传感器采集相关数据，并通过数据采集卡传输给上位机，上位机进行数据分析、处理并直接发出操控命令给拉移千斤顶的电磁阀，使拉移千斤顶作业。该方法包括步骤Ⅰ建立放顶煤支架的放煤位置感知模型，求解放煤机构与后部输送机的相对位置关系；Ⅱ通过后部输送机的位置感知，来判断放煤机构所放煤流是否能够准确落入后部输送机中；Ⅲ调整放煤机构与后部输送机的相对位置，保证放煤机构上的煤流能够最大程度的落入后部输送机之中。该方法可以有效调整放煤机构与输送机的位置关系，使放顶煤准确落入后部输送机中，最大程度上提升装载效率和输送效率。

本发明授权一种放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制系统和方法在权利要求书中公布了：1.一种放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制方法，基于放煤机构与后部输送机相对位置感知及控制系统，所述系统包括第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、数据采集卡、上位机、控制器和电磁阀； 第一倾角传感器设置在后连杆上，第二倾角传感器设置在掩护梁上，第一位移传感器设置在尾梁千斤顶上，第二位移传感器设置在插板千斤顶上，第三位移传感器和电磁阀设置在拉移千斤顶上； 第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别通过数据采集卡与上位机连接，上位机通过控制器连接电磁阀； 其特征在于，该方法包括以下步骤： Ⅰ建立放顶煤支架的放煤位置感知模型，求解放煤机构与后部输送机的相对位置关系； Ⅱ通过后部输送机的位置感知，来判断放煤机构所放煤流是否能够准确落入后部输送机中； Ⅲ调整放煤机构与后部输送机的相对位置，保证放煤机构上的煤流能够最大程度的落入后部输送机之中； 其中，所述步骤Ⅰ包括以下步骤： A、在支架底座上，以后连杆与底座的铰接点为坐标系原点O，以底座长度并指向后部输送机的方向为X轴，以垂直于底座并指向顶梁的方向为Y轴，以此建立空间坐标系O-XY，并定义其为固定坐标系； B、定义相关参数，建立模型：L1为底座至后连杆下铰接点的高度；L2为后连杆的长度；L3为掩护梁上尾梁千斤顶铰接点到掩护梁与尾梁铰接点的距离；L4为尾梁千斤顶长度；L5为尾梁长度；L6为插板千斤顶长度；L7为拉移千斤顶的长度；L8为后部输送机的宽度；θ1为后连杆与X轴的夹角；θ2为掩护梁与X轴的夹角；θ3为掩护梁顶面与掩护梁上尾梁千斤顶铰接点与掩护梁与尾梁铰接点连线之间的固定夹角；α为掩护梁与尾梁铰接点与掩护梁上尾梁千斤顶铰接点连线与X轴之间的夹角；β为尾梁与X轴之间的夹角；γ为掩护梁上尾梁千斤顶铰接点连线与尾梁的夹角； C、在坐标系O-XY内，求解尾梁插板末端点Q的实时位置坐标； 1在坐标系O-XY中求解掩护梁与尾梁铰接点G点的坐标： XG＝L2cosθ1 YG＝L1+L2sinθ1 将G点坐标写成矩阵形式为： G＝[L2cosθ1L1+L2sinθ1]T1 2在G点建立O’-X’Y’坐标系，并定义其为运动坐标系；其中，X’轴始终沿支架尾梁长度方向指向尾梁末端；Y’轴始终垂直于尾梁指向顶板；求解插板末端点Q在该坐标系下的坐标，求解如下： X'Q＝L5+L6 Y'Q＝0 将Q点坐标写成矩阵的形式为： Q＝[L5+L60]T2 3求解由运动坐标系O’-X’Y’内的点转换到固定坐标系O-XY内时所用的旋转矩阵R与平移向量T，求解如下： ∠FGN为支架掩护梁上顶面一点F与掩护梁-尾梁千斤顶铰接点N在掩护梁与尾梁铰接点G处的夹角，定义∠FGN大小为θ3；θ2为掩护梁与X轴的夹角，则有GN与X轴的夹角为： α＝θ3-θ23 ∠FGN为掩护梁上，掩护梁-尾梁千斤顶铰接点N与尾梁上点P在掩护梁尾梁铰接点G处的夹角，定义其大小为γ，其大小随尾梁千斤顶长度的变化而变化，由余弦定理可求得γ为： 则可求得运动坐标系O’-X’Y’绕过O点且垂直于固定坐标系O-XY平面的旋转轴旋转的角度β，求解如下： β＝π-γ-α5 即可求得运动坐标系O’-X’Y’绕过O点且垂直于固定坐标系O-XY平面的旋转轴的旋转矩阵R为： 同时由G点在固定坐标系O-XY下的坐标和G点在运动坐标系O’-X’Y’下的坐标，即可求得运动坐标系O’-X’Y’转换到固定坐标系O-XY的平移向量T为： 4求解Q点在固定坐标系O-XY下的坐标值为： 代入步骤3中所求得的旋转矩阵R与平移向量T可得： 则可求得Q点在固定坐标系O-XY下的X轴坐标为： XQ＝L5+L6cosβ+L2cosθ110 YQ＝L5+L6sinβ+L1+L2sinθ111 将式3、4、5代入式10、11可得： XQ、YQ即为尾梁插板末端点Q在固定坐标系O-XY下的坐标。

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