(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210630091.1 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中煤科工集团重庆研究院有限公司 地址 400039 重庆市九龙坡区二郎科城路6 号 (72)发明人 巫亮　龚小兵　赵中太　郭胜均　 陈波　鲁柯　梁爱春　李定富　 黄强　刘奎　刘海辰　程丽　 邓有凡　 (74)专利代理 机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 1 1275 专利代理师 杨丽芹 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型 构建方法 (57)摘要 本发明属于锚喷领域， 涉及一种巷道自动喷 浆喷枪运动速度数学模型构建方法， 喷枪在喷浆 过程中延X方向做直线运动， 由于喷浆喷射混凝 土的流量一定， 当受喷面凹陷时， 需要减小喷枪 移动速度， 增加喷射混凝土的厚度； 当受喷面凸 出时， 需要增加喷枪移动速度， 减小喷射混凝土 厚度， 从而保证喷浆后巷道表面的平整度， 本发 明通过巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型来 计算喷浆机械手喷枪运动的速度， 相较于匀速喷 浆， 考虑到了受喷面的质量影响， 可以根据受喷 面形状调整喷枪移动速度， 将大幅提升喷浆机械 手自动喷浆后的巷道 表面平整度。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115033958 A 2022.09.09 CN 115033958 A 1.一种巷道自动喷浆喷枪运动速度 数学模型构建方法， 构建 喷枪在直线运动过程中的 速度控制的数 学模型， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 设置喷枪起始点为坐标原点， 喷枪沿巷道轴向方向为X方向， 喷浆方向为Y方向， 喷 枪延巷道轴向方向 喷浆1～2m， 喷完此 段直线后对边 缘另外一条直线 进行喷浆； S2， 通过三维激光扫描仪获取受喷面表面的坐标参数： X′＝[X′1， X′2， X′3……X′n]； Y′＝[Y′1， Y′2， Y′3……Y′n]； S3， 计算喷浆后需要达 到的巷道 尺寸Y″： 其中， h为需要保证的喷浆厚度， 单位 为mm； S4， 计算喷枪喷射时受喷位置厚度增 加速度σ， m m/s： 其中， Q为喷枪喷浆 流量， 单位为m3/h； D为喷枪喷射 直径， 单位 为mm； S5， 查找喷枪移动 到位置x喷射时对应受喷面的坐标， 当喷枪在坐标为x时， 查找其在受 喷面X′中对应的坐标， 查找方法如下： 在i＝1， 2， 3 …n中查找i， 使i满足(x ‑X′i)×(x‑X′i+1)≤0， 此时查找到对应受喷面的最 近点的坐标[X ′i， Y′i]； S6， 计算喷枪在坐标为x时的移动速度V， m m/s： 2.根据权利要求1所述的一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型构建方法， 其特征 在于： S3步骤中， 喷浆厚度h为 40～60mm。 3.根据权利要求1所述的一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型构建方法， 其特征 在于： S4步骤中， 喷枪喷浆 流量为5～8m3/min。 4.根据权利要求1所述的一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型构建方法， 其特征 在于： S2步骤中， 通过三维激光扫描仪获取受喷面表面的坐标参数的数量 不少于10 00个。 5.根据权利要求1所述的一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型构建方法， 其特征 在于： 喷浆过程中喷枪始终垂直于受喷面， 如此反复完成对整个巷道1～ 2m距离的喷浆。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115033958 A 2一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型构建 方法 技术领域 [0001]本发明属于锚喷领域， 涉及一种巷道自动喷浆喷枪 运动速度数 学模型构建方法。 背景技术 [0002]锚喷是煤矿井下运输大巷、 回风大巷等永久性巷道应用最为广泛的支护工艺， 喷 浆是锚喷支护最重要的工序。 目前喷浆大多采用人工喷浆， 通过人工观察受喷面质量来控 制喷枪移动， 从而保证喷浆后巷道表 面的平整度。 但是由于喷浆劳动强度大， 喷浆过程中产 生大量粉尘， 会对喷浆工人的职业健康造成危害， 并且人工喷浆需要 人工观察， 难以保证喷 浆后巷道 表面的平整度。 [0003]随着煤矿智能化、 无人化改革的推进， 喷浆机械手将代替人工喷浆， 目前喷浆机械 手喷枪为匀速运动进行喷浆， 但是 由于喷浆前受喷面存在凹凸不平的情况， 导致难以保证 喷浆过后巷道 表面的平整度。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数学模型构建 方法， 通过控制喷枪的移动速度， 从而保证喷浆后巷道 表面的平整度。 [0005]为达到上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种巷道自动喷浆喷枪运动速度数 学模型构建方法， 构建喷枪在直线运动过程中的速度控制的数 学模型， 包括以下步骤： [0006]S1， 设置喷枪起始点为坐标原点， 喷枪沿巷道轴向方向为X方向， 喷浆方向为Y方 向， 喷枪延巷道轴向方向 喷浆1～2m， 喷完此 段直线后对边 缘另外一条直线 进行喷浆； [0007]S2， 通过三维激光扫描仪获取受喷面表面的坐标参数： [0008]X'＝[X′1， X′2， X′3……X′n] [0009]Y′＝[Y′1， Y′2， Y′3……X′n] [0010]S3， 计算喷浆后需要达 到的巷道 尺寸Y″： [0011] [0012]其中， h为需要保证的喷浆厚度， 单位 为mm； [0013]S4， 计算喷枪喷射时受喷位置厚度增 加速度σ， m m/s： [0014] [0015]其中， Q为喷枪喷浆 流量， 单位为m3/h； D为喷枪喷射 直径， 单位 为mm； [0016]S5， 查找喷枪移动到位置x喷射时对应受喷面的坐标， 当喷枪在坐标为x时， 查找其 在受喷面Y ′中对应的坐标， 查找方法如下： [0017]在i＝1， 2， 3 …n中查找i， 使i满 足(x‑X′i)×(x‑X′i+1)≤0， 此时查找到对应 受喷面 的最近点的坐标[X ′i， Y′i]；说　明　书 1/3 页 3 CN 115033958 A 3