RU2792054C1

RU2792054C1 - Method for measurement of drive path of heading machine

Info

Publication number: RU2792054C1
Application number: RU2021119637A
Authority: RU
Inventors: Лей СИ; Чжонгбин ВАНГ; Пенг ЛЮ; Чао Тан; Хайфенг ЯН; Ипэн ГЕ; Сунюн ЛЮ; Хонсян ЦЗЯН; Синхуа ЛЮ; Хунгйя ЖУ; Сяою ЛИ
Original assignee: Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи; Сюйчжоу Голдфлуид Гидраулик Текнолоджи Девелопмент Ко., Лтд.
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2023-03-16

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention relates to the field of technologies of measurement of a drive, in particular to a method for measurement of a drive for a heading machine, using a laser sensor and an orientation sensor. According to the method, a device for measurement of a distance and a light-reflecting target are installed, a laser beam is directed to the light-reflecting target, using the laser sensor. The laser beam reflected with the light-reflecting target is received, and time between sending and reception of the laser beam is determined on a timer to calculate distance L from the laser sensor to the light-reflecting target, as well as to automatically measure a drive overcome with the heading machine. In addition, amount C of returned light is controlled, laser beam penetration to the target is determined based on amount of returned light, and a process of aiming at the target is started in a proper way. According to the method for measurement of a drive for a heading machine, according to the present invention, a device for measurement of a distance and a light-reflecting target for automatic measurement of a drive of the heading machine are installed. In addition, laser beam penetration to the target is determined based on amount of returned light measured with the laser sensor to activate, when necessary, a head of a stand of a control engine for aiming at the target, which increases accuracy and completeness of measurement of a distance.

EFFECT: provision of high accuracy of measurement of a drive, as well as reduction in labor intensity.

8 cl, 3 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

[0001] Настоящее изобретение относится к области технологий измерения проходки, и в частности, к методу измерения проходки для проходческого комбайна, с использованием лазерного датчика и датчика ориентации.[0001] The present invention relates to the field of penetration measurement technologies, and in particular, to a method for measuring penetration for a roadheader using a laser sensor and an orientation sensor.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Проходка тоннеля - это длина проезда, который прокладывается при проходке тоннелей для различных проездов и залов, а также представляет собой экономический и технический показатель в производственных статистических данных. Соотношение производственной проходки тоннеля к производительности шахты отражает то, насколько хорошо согласованы производственная проходка тоннеля и разработка.[0002] Tunneling is the length of the passage, which is laid when tunneling for various passages and halls, and is also an economic and technical indicator in the production statistics. The ratio of production tunneling to mine productivity reflects how well the production tunneling and development are matched.

[0003] Условия работы в проходческом забое сложны и изменчивы. В настоящее время, проходки тоннеля рассчитываются, главным образом, путем ручного измерения. С одной стороны, присутствуют такие проблемы, как длительная задержка измерения и путаница с недействительными данными по проходке. С другой стороны, когда работники производят измерение под землей, то им приходится сталкиваться с относительно суровыми условиями и сильной запыленностью на проезде для проходки тоннеля, при этом трудоемкость во время измерения проходки тоннеля является высокой.[0003] Working conditions in a tunneling face are complex and variable. Currently, tunnel penetrations are calculated mainly by manual measurement. On the one hand, there are problems such as long measurement delays and confusion with invalid drilling data. On the other hand, when workers measure underground, they have to face a relatively harsh environment and a lot of dust in the tunneling passage, and the labor intensity at the time of tunneling measurement is high.

[0004] Следовательно, ввиду проблем, изложенных выше, необходимо предложить метод, пригодный к использованию для точного измерения проходки тоннеля, чтобы обеспечить соответствие производственным требованиям по безопасности в шахтах.[0004] Therefore, in view of the problems outlined above, it is necessary to propose a method that can be used to accurately measure tunnel penetration in order to meet industrial safety requirements in mines.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0005] С этой целью, по настоящему изобретению раскрывается метод измерения проходки для проходческого комбайна. Проходка, преодолеваемая проходческим комбайном, автоматически измеряется с помощью устройства измерения расстояния и светоотражающей мишени с высокой точностью измерения. Кроме того, вместе с методом измерения предполагается использовать функцию наведения на мишень, что повышает точность и полноту измерения расстояния.[0005] To this end, the present invention discloses a method for measuring penetration for a roadheader. The headway covered by the roadheader is automatically measured with a distance measuring device and a reflective target with high measurement accuracy. In addition, along with the measurement method, it is supposed to use the targeting function, which increases the accuracy and completeness of distance measurement.

[0006] Согласно цели настоящего изобретения, предлагается метод измерения проходки для проходческого комбайна, включающий в себя следующие этапы:[0006] According to the purpose of the present invention, a method for measuring penetration for a roadheader is provided, including the following steps:

[0007] этап 1. установка светоотражающей мишени и устройства измерения расстояния, при этом светоотражающая мишень устанавливается над путем, сопрягаемым с ленточным транспортером двойного назначения, и неподвижна относительного него; устройство измерения расстояния включает в себя лазерный датчик, датчик ориентации, головку штатива двигателя управления и блок обработки данных, головка штатива двигателя управления включает в себя двигатель управления в горизонтальной плоскости, двигатель управления относительно поперечной оси и головку штатива; устройство измерения расстояния устанавливается на ленточном транспортере двойного назначения, а головка штатива двигателя управления настраивается таким образом, чтобы лазерный луч, направляемый лазерным датчиком, образует круг радиусом 5 см, располагающийся в середине светоотражающей мишени;[0007] Step 1: Installing a retro-reflective target and a distance measuring device, wherein the retro-reflective target is positioned above and stationary relative to the track mating with the dual-purpose belt conveyor; the distance measurement device includes a laser sensor, an orientation sensor, a control motor tripod head and a data processing unit, the control motor tripod head includes a horizontal control motor, a lateral axis control motor, and a tripod head; the distance measuring device is installed on the dual-purpose belt conveyor, and the head of the control motor stand is adjusted so that the laser beam directed by the laser sensor forms a circle with a radius of 5 cm, located in the middle of the reflective target;

[0008] этап 2. во время начала работы, определение рабочего режима данного проходческого комбайна на основании расстояния, измеряемого лазерным датчиком, и ускорения, измеряемого датчиком ориентации, а также регистрирование расстояния проходки тоннеля, когда проходческий комбайн работает в режиме проходки тоннеля в первый раз, при этом расстояние проходки тоннеля обозначается как

;[0008] Step 2: At the time of starting operation, determining the operating mode of this roadheader based on the distance measured by the laser sensor and the acceleration measured by the orientation sensor, and recording the tunneling distance when the roadheader is operating in the tunneling mode for the first time , while the tunneling distance is denoted as

;

[0009] этап 3. регистрирование количества

возвращаемого света, измеряемого лазерным датчиком (21), и сравнение количества

возвращаемого света, измеряемого лазерным датчиком (21), с предварительно установленным пороговым количеством

возвращаемого света в блоке обработки данных (24), при этом, если измеренное количество возвращаемого света превышает пороговое количество, лазерный луч падает на светоотражающую мишень (1), что обозначается как «попадание в мишень», и выполняется этап 5; в противном случае облучение обозначается как «непопадание в мишень», и выполняется этап 4;[0009] step 3: registration of quantity

of the returned light measured by the laser sensor (21) and comparing the amount

of the returned light measured by the laser sensor (21), with a preset threshold amount

return light in the data processing unit (24), wherein if the measured amount of returned light exceeds the threshold amount, the laser beam hits the retro-reflective target (1), which is referred to as "hitting the target", and step 5 is performed; otherwise, the irradiation is designated as "missing the target", and step 4 is performed;

[0010] этап 4. включение головки штатива двигателя управления для наведения на мишень; Э1. расчет угловых диапазонов

и

для горизонтального вращения головки штатива двигателя управления и ее вращения относительно поперечной оси, исходя из расстояния проходки тоннеля

в момент до того, как устройство измерения расстояния промахнется мимо мишени, а также длины

и ширины

светоотражающей мишени, при этом

и

; Э2. расчет количеств

и

раз выполнения сканирования для головки штатива в горизонтальном направлении и в направлении относительно поперечной оси, с учетом расчетных угловых диапазонов

и

для горизонтального вращения головки штатива двигателя управления и ее вращения относительно поперечной оси, при этом

,

- это угол разрешения двигателя управления в горизонтальной плоскости, а

- это угол разрешения двигателя управления относительно поперечной оси; Э3. установление прямоугольной системы координат с использованием положения, в котором луч света падает на светоотражающую мишень в момент до того, как луч света будет направлен мимо мишени, изначально, координаты с положительной величиной по

-оси идут в горизонтальном направлении вправо, при этом координаты с положительной величиной по

-оси идут в вертикальном направлении вверх, а головка штатива двигателя управления ищет светоотражающую мишень отдельно по линейным направлениям

и

в системе координат, пока не будет обнаружена светоотражающая мишень в первый раз; Э4. при движении по часовой стрелке и против часовой стрелки, при помощи двигателя управления в горизонтальной плоскости, отдельно выполняется сканирование

раз, а также регистрирование количеств

и

раз выполнения сканирования светоотражающей мишени отдельно по часовой стрелке и против часовой стрелки; и если

, то, при движении по часовой стрелке, при помощи двигателя управления в горизонтальной плоскости, сканирование выполняется

раз; или если

, то, при движении против часовой стрелки, при помощи двигателя управления в горизонтальной плоскости, сканирование выполняется

раз, при этом, в данном случае, лазерный луч падает в центр светоотражающей мишени в горизонтальном направлении; при движении по часовой стрелке и против часовой стрелки, при помощи двигателя управления относительно поперечной оси, выполняется сканирование

раз, а также регистрирование количеств

и

, то, при движении по часовой стрелке, при помощи двигателя управления относительно поперечной оси, сканирование выполняется

раз; или если

, то, при сканировании против часовой стрелки, при помощи двигателя управления относительно поперечной оси, сканирование выполняется

раз, при этом, в данном случае, лазерный луч падает в центр светоотражающие мишени в вертикальном направлении; два положения сочетаются, и устройство измерения расстояния направляет луч в центр светоотражающей мишени, чтобы завершить процесс наведения на мишень;[0010] step 4: turning on the tripod head of the control motor for aiming at the target; E1. calculation of angular ranges

And

for horizontal rotation of the tripod head of the control motor and its rotation about the transverse axis, based on the tunneling distance

at the moment before the distance measuring device misses the target, and also the length

and width

reflective target, while

And

; E2. calculation of quantities

And

scanning times for the tripod head in the horizontal direction and in the direction relative to the transverse axis, taking into account the calculated angular ranges

And

for horizontal rotation of the tripod head of the control motor and its rotation about the transverse axis, while

,

is the angle of resolution of the control motor in the horizontal plane, and

is the angle of resolution of the control motor relative to the transverse axis; E3. establishing a rectangular coordinate system using the position at which the light beam hits the retro-reflective target at the moment before the light beam is directed past the target, initially, coordinates with a positive value in

-axes go in a horizontal direction to the right, while coordinates with a positive value along

- the axes go vertically upwards, and the tripod head of the control motor searches for the reflective target separately in linear directions

And

in the coordinate system until the retro-reflective target is detected for the first time; E4. when moving clockwise and counterclockwise, using the control motor in the horizontal plane, scanning is performed separately

times, as well as recording quantities

And

times of scanning the reflective target separately clockwise and counterclockwise; and if

, then, when moving clockwise, using the control motor in the horizontal plane, scanning is performed

once; or if

, then, when moving counterclockwise, using the control motor in the horizontal plane, scanning is performed

time, in this case, in this case, the laser beam falls into the center of the reflective target in the horizontal direction; when moving clockwise and counterclockwise, with the help of a control motor about the transverse axis, scanning is performed

times, as well as recording quantities

And

, then, when moving clockwise, with the help of a control motor relative to the transverse axis, scanning is performed

once; or if

, then, when scanning counterclockwise, with the help of a control motor about the transverse axis, scanning is performed

times, in this case, in this case, the laser beam falls into the center of the reflective target in the vertical direction; the two positions are combined and the distance measuring device aims the beam at the center of the retro-reflective target to complete the targeting process;

[0011] этап 5. регистрирование расстояния проходки тоннеля, когда проходческий комбайн (5) находится в режиме проходки тоннеля, для получения проходки тоннеля

=

-

проходческого комбайна (5), при этом расстояние проходки тоннеля определяется как

; а также[0011] Step 5: Recording the tunneling distance when the roadheader (5) is in tunneling mode to obtain tunneling

=

-

roadheader (5), while the tunneling distance is defined as

; and

[0012] этап 6. повторение вышеизложенных этапов, чтобы завершить измерение проходки проходческого комбайна.[0012] Step 6: repeating the above steps to complete the roadheader measurement.

[0013] В предпочтительном варианте на этапе 1 устройство измерения расстояния дополнительно включает в себя датчик угла, предназначенный для сбора данных о величинах углов в трех осях с лазерного датчика и для корректировки отклонения по расстоянию, а датчик угла устанавливается на головке штатива и точно сопрягается с лазерным датчиком; блок обработки данных принимает и обрабатывает данные, контролируемые лазерным датчиком и датчиком угла, для получения расстояния проходки тоннеля

, при этом

- расстояние, измеряемое лазерным датчиком (21) от устройства измерения расстояния до светоотражающей мишени (1), а

- расстояние проходки тоннеля после настройки точности; в данном случае расстояние проходки тоннеля, когда проходческий комбайн (5) находится в режиме проходки тоннеля в первый раз, обозначается как

; тогда расстояние проходки тоннеля, когда проходческий комбайн (5) находится в режиме проходки тоннеля, обозначается как

, а проходка тоннеля составляет:

.[0013] In the preferred embodiment, in step 1, the distance measuring device further includes an angle sensor for collecting three-axis angle data from the laser sensor and for correcting distance deviation, and the angle sensor is mounted on the tripod head and precisely mates with laser sensor; the data processing unit receives and processes the data controlled by the laser sensor and the angle sensor to obtain the tunneling distance

, wherein

is the distance measured by the laser sensor (21) from the distance measuring device to the reflective target (1), and

- tunneling distance after adjusting the accuracy; in this case, the tunneling distance when the roadheader (5) is in the tunneling mode for the first time is denoted as

; then the tunneling distance when the roadheader (5) is in tunneling mode is denoted as

, and tunneling is:

.

[0014] В предпочтительном варианте устройство измерения расстояния дополнительно включает в себя противовзрывной корпус, сервер, дисплей и источник питания постоянного тока; на противовзрывном корпусе располагается множество сигнализаторов, предназначенных для подачи питания и связи с окружающей средой, а в передней части располагается одно стеклянное окно, через которое проходит лазерный луч, направляемый лазерным датчиком на светоотражающую мишень; сервер предназначен для хранения и дальнейшей обработки данных, получаемых блоком обработки данных, а также вывода окончательного результата на дисплей для отображения; дисплей предназначен для отображения проходки и рабочего режима данного проходческого комбайна, статуса светоотражающей мишени, а также данных о величинах углов в трех осях головки штатива; источник питания постоянного тока предназначен для подачи питания на все устройства измерения расстояния.[0014] Preferably, the distance measuring device further includes an anti-explosion housing, a server, a display, and a DC power supply; on the anti-explosion housing there are many signaling devices designed to supply power and communicate with the environment, and in the front part there is one glass window through which a laser beam passes, directed by a laser sensor to a reflective target; the server is designed to store and further process the data received by the data processing unit, as well as display the final result on the display for display; the display is designed to display the penetration and operating mode of this roadheader, the status of the reflective target, as well as data on the angles in the three axes of the tripod head; The DC power supply is designed to supply power to all distance measuring devices.

[0015] В предпочтительном варианте датчик ориентации представляет собой датчик измерения пространственного движения, основанный на технологии МЭМС.[0015] In a preferred embodiment, the orientation sensor is a spatial motion sensor based on MEMS technology.

[0016] В предпочтительном варианте головка штатива двигателя управления включает в себя двигатель управления в горизонтальной плоскости, двигатель управления относительно поперечной оси и головку штатива, способную вращаться в горизонтальном направлении и относительно поперечной оси.[0016] Preferably, the control motor tripod head includes a horizontal control motor, a lateral axis control motor, and a tripod head rotatable in a horizontal direction and about the lateral axis.

[0017] В предпочтительном варианте, на этапе 2, предусматривается пять режимов работы проходческого комбайна: включение питания, проходка тоннеля, движение вперед, движение назад и перемещение пути, сопрягаемого с ленточным транспортером; когда разница в значениях

между расстояниями проходки тоннеля, получаемыми с помощью лазерного датчика в двух точках времени, колеблется в пределах диапазона

, а ускорение, измеряемое датчиком ориентации, соответствует

, то определяется, что проходческий комбайн находится в режиме включения питания; когда значения, получаемые при возврате сигнала лазерного датчика, постепенно увеличиваются,

, то определяется, что данный проходческий комбайн находится в режиме движения вперед; когда разность в значениях, получаемая при возврате сигнала лазерного датчика, соответствует

, то определяется, что проходческий комбайн находится в режиме проходки тоннеля; когда значения, получаемые при возврате сигнала лазерного датчика, постепенно уменьшаются,

, то определяется, что проходческий комбайн в данное время находится в режиме движения назад; когда разница в значениях, получаемых при возврате сигнала лазерного датчика, соответствует

, определяется, что проходческий комбайн в данное время находится в режиме перемещения пути, сопрягаемого с ленточным транспортером, при этом

и

- расстояния проходки тоннеля в двух точках времени,

- ускорение в реальном времени, измеряемое датчиком ориентации,

и

- два пороговых значения ускорения, предварительно установленных в системе, и

.[0017] In the preferred embodiment, in step 2, there are five modes of operation of the roadheader: power on, tunneling, moving forward, moving backward, and moving the track interfaced with the belt conveyor; when the difference in values

between the tunneling distances obtained by the laser sensor at two points in time fluctuates within the range

, and the acceleration measured by the orientation sensor corresponds to

, it is determined that the roadheader is in the power-on mode; when the values obtained from the return of the laser sensor signal gradually increase,

, and the acceleration measured by the orientation sensor corresponds to

, then it is determined that this roadheader is in the forward mode; when the difference in value obtained from the laser sensor signal returned corresponds to

, and the acceleration measured by the orientation sensor corresponds to

, it is determined that the roadheader is in the tunneling mode; when the values obtained from the return of the laser sensor signal gradually decrease,

, and the acceleration measured by the orientation sensor corresponds to

, it is determined that the roadheader is currently in the reverse mode; when the difference in the values obtained from the return of the laser sensor signal corresponds to

, and the acceleration measured by the orientation sensor corresponds to

, it is determined that the roadheader is currently in the mode of moving the path interfaced with the belt conveyor, while

And

- tunneling distances at two points in time,

- real-time acceleration measured by the orientation sensor,

And

- two acceleration thresholds preset in the system, and

.

[0018] В предпочтительном варианте на этапе 4, количества раз выполнения сканирования увеличиваются до

и

, чтобы обеспечить точное сканирование светоотражающей мишени,

, и

, где

- любое целое число от 0 до 5.[0018] In the preferred embodiment, in step 4, the number of times the scan is performed is increased to

And

to ensure accurate scanning of the reflective target,

, And

, Where

- any integer from 0 to 5.

[0019] В предпочтительном варианте пороговое начальное количество возвращаемого света обозначается как

; дополнительно устанавливается значение выбора порогового количества возвращаемого света

, и когда измеряемое количество возвращаемого света соответствует

, лазерный луч падает на светоотражающую мишень, что обозначается как «попадание в мишень», а пороговое начальное количество возвращаемого света остается

; когда измеряемое количество возвращаемого света соответствует

, для порогового количества возвращаемого света задается значение

; измеряемое количество возвращаемого света повторно сравнивается с заданным пороговым количеством возвращаемого света, и если

, то лазерный луч падает на светоотражающую мишень, что обозначается как «попадание в мишень», или, в противном случае, как «непопадание в мишень».[0019] In a preferred embodiment, the threshold initial amount of returned light is denoted as

; additionally set the value of the choice of the threshold amount of returned light

, and when the measured amount of returned light corresponds to

, the laser beam hits a retroreflective target, which is referred to as "hitting the target", and the threshold initial amount of returned light remains

; when the measured amount of returned light corresponds to

, the threshold amount of returned light is set to

; the measured amount of returned light is repeatedly compared with the predetermined threshold amount of returned light, and if

, then the laser beam hits the retro-reflective target, which is referred to as "hitting the target", or, otherwise, as "missing the target".

[0020] В сравнении с предыдущим уровнем техники, метод измерения проходки для проходческого комбайна, раскрываемый в настоящем изобретении, имеет следующие преимущества:[0020] Compared with the prior art, the method of measuring penetration for a roadheader disclosed in the present invention has the following advantages:

[0021] (1) Согласно настоящему изобретению, устанавливаются устройство измерения расстояния и светоотражающая мишень, лазерный луч направляется на светоотражающую мишень при помощи лазерного датчика в устройстве измерения расстояния, лазерный луч, отражаемый светоотражающей мишенью, принимается при помощи фотоэлемента лазерного датчика, а время между отправкой и приемом лазерного луча определяется на таймере, чтобы вычислить расстояние

от лазерного датчика до светоотражающей мишени, а также автоматически измерить проходку, преодолеваемую проходческим комбайном.[0021] (1) According to the present invention, the distance measuring device and the retro-reflective target are installed, the laser beam is directed to the retro-reflective target by the laser sensor in the distance measuring device, the laser beam reflected by the retro-reflective target is received by the laser sensor photocell, and the time between sending and receiving the laser beam is determined by the timer to calculate the distance

from the laser sensor to the reflective target, as well as automatically measure the penetration overcome by the roadheader.

[0022] (2) Согласно настоящему изобретению, попадание лазерного луча на мишень может быть определено исходя из количества возвращаемого света, которое измеряется лазерным датчиком после того, как лазерный луч направляется на светоотражающую мишень, чтобы активировать головку штатива двигателя управления, когда требуется произвести наведение на мишень, что повышает точность и полноту измерения расстояния.[0022] (2) According to the present invention, the impact of the laser beam on the target can be determined based on the amount of returned light, which is measured by the laser sensor after the laser beam is directed to the reflective target to activate the tripod head of the control motor when aiming is required. on the target, which increases the accuracy and completeness of the distance measurement.

[0023] (3) Согласно настоящему изобретению, пороговое количество возвращаемого света в блоке обработки данных может быть задано в реальном времени в соответствии с измеряемым количеством возвращаемого света, что больше подходит для тяжелых условий работы на проходческом забое.[0023] (3) According to the present invention, the threshold amount of return light in the processing unit can be set in real time in accordance with the measured amount of return light, which is more suitable for heavy working conditions at the heading.

[0024] (4) Согласно настоящему изобретению, предусматривается установка датчика угла. Датчик угла устанавливается на головке штатива и точно сопрягается с лазерным датчиком. Контролируются данные о величинах углов в трех осях

лазерного датчика, и корректируется отклонение по расстоянию, чтобы повысить точность измерения расстояния.[0024] (4) According to the present invention, an angle sensor is provided. The angle sensor is mounted on the tripod head and precisely aligned with the laser sensor. Controlled data on the values of the angles in the three axes

laser sensor, and distance deviation is corrected to improve distance measurement accuracy.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0025] Для более точного описания решений в вариантах осуществления настоящего изобретения или на предыдущем уровне техники далее приведено краткое описание прилагаемых чертежей, необходимых для описания вариантов осуществления или предыдущего уровня техники. Очевидно, что в прилагаемых чертежах в следующем описании показано только несколько вариантов осуществления настоящего изобретения и специалистами в данной области техники могут быть получены другие чертежи на основании этих прилагаемых чертежей без творческих усилий.[0025] To more accurately describe the solutions in the embodiments of the present invention or the prior art, the following is a brief description of the accompanying drawings necessary to describe the embodiments or the prior art. Obviously, the accompanying drawings in the following description show only a few embodiments of the present invention, and other drawings can be made by those skilled in the art based on these attached drawings without creative effort.

[0026] Фиг. 1 - блок-схема метода измерения проходки для проходческого комбайна по настоящему изобретению;[0026] FIG. 1 is a block diagram of a penetration measurement method for a roadheader according to the present invention;

[0027] Фиг. 2 - схема использования метода измерения проходки для проходческого комбайна по настоящему изобретению; а также[0027] FIG. 2 is a diagram of the use of the penetration measurement method for a roadheader according to the present invention; and

[0028] Фиг. 3 - схема внутренней конструкции устройства измерения расстояния, где[0028] FIG. 3 is a diagram of the internal structure of the distance measuring device, where

[0029] наименования составляющих частей обозначаются следующими номерами или буквами на фигурах:[0029] the names of the constituent parts are indicated by the following numbers or letters in the figures:

[0030] 1 - светоотражающая мишень; 2 - устройство измерения расстояния; 21 - лазерный датчик; 22 - датчик ориентации; 23 - головка штатива двигателя управления; 24 - блок обработки данных; 25 - противовзрывной корпус; 251 - сигнализатор; 252 - стеклянное окно; 26 - сервер; 27 - дисплей; 28 - источник питания постоянного тока; 3 - путь, сопрягаемый с ленточным транспортером; 4 - ленточный транспортер двойного назначения; 5 - проходческий комбайн.[0030] 1 - reflective target; 2 - distance measuring device; 21 - laser sensor; 22 - orientation sensor; 23 - head of the tripod of the control engine; 24 - data processing unit; 25 - anti-explosive body; 251 - signaling device; 252 - glass window; 26 - server; 27 - display; 28 - DC power supply; 3 - path, interfaced with the belt conveyor; 4 - dual purpose belt conveyor; 5 - tunneling machine.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0031] Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения кратко описаны ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи. Очевидно, что описываемые варианты осуществления представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, а не все из них. Все другие варианты осуществления, получаемые специалистом в данной области техники без творческих усилий, и основывающиеся на вариантах осуществления настоящего изобретения, должны укладываться в объем правовой охраны настоящего изобретения.[0031] Specific embodiments of the present invention are briefly described below with reference to the accompanying drawings. Obviously, the described embodiments are only some of the embodiments of the present invention, and not all of them. All other embodiments obtained by a person skilled in the art without creative effort, and based on the embodiments of the present invention, should be within the scope of the legal protection of the present invention.

[0032] На фиг. 1 - фиг. 3 представлены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые анализируются раздельно, с разных точек зрения.[0032] FIG. 1 - fig. 3 presents the preferred embodiments of the present invention, which are analyzed separately, from different points of view.

[0033] Метод измерения проходки для проходческого комбайна, представленный на фиг. 1 и фиг. 2, включает в себя следующие этапы:[0033] The roadheader measurement method shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes the following steps:

[0034] Этап 1. Установка светоотражающей мишени 1 и устройства измерения расстояния 2. Светоотражающая мишень 1 устанавливается над путем 3, сопрягаемым с ленточным транспортером двойного назначения 4, и неподвижна относительного него. Устройство измерения расстояния 2 устанавливается на ленточном транспортере двойного назначения 4, а головка штатива двигателя управления 23 настраивается таким образом, чтобы лазерный луч, направляемый лазерным датчиком 21, образует круг радиусом 5 см, располагающийся в середине светоотражающей мишени 1.[0034] Step 1. Installation of the retro-reflective target 1 and the distance measuring device 2. The retro-reflective target 1 is installed above the path 3, mating with the dual-purpose belt conveyor 4, and fixed relative to it. The distance measuring device 2 is mounted on the dual-purpose belt conveyor 4, and the head of the control motor stand 23 is adjusted so that the laser beam directed by the laser sensor 21 forms a circle with a radius of 5 cm, located in the middle of the reflective target 1.

[0035] Светоотражающая мишень 1 представляет собой прямоугольник длиной

и шириной

, и предназначен для отражения лазерного луча, направляемого устройством измерения расстояния 2, чтобы увеличить количество возвращаемого света для увеличения расстояния измерения и точности измерения лазерного датчика 21. Наконец, получается расстояние между устройством измерения расстояния 2 и светоотражающей мишенью 1.[0035] Reflective target 1 is a rectangle with a length

and width

, and is designed to reflect the laser beam directed by the distance measuring device 2 to increase the amount of returned light to increase the measurement distance and measurement accuracy of the laser sensor 21. Finally, the distance between the distance measuring device 2 and the reflective target 1 is obtained.

[0036] Как представлено на фиг. 3, устройство измерения расстояния 2 включает в себя противовзрывной корпус 25 и лазерный датчик 21, датчик ориентации 22, датчик угла, головку штатива двигателя управления 23, блок обработки данных 24, сервер 26, источник питания постоянного тока 28 и дисплей 27, располагающиеся в противовзрывном корпусе 25.[0036] As shown in FIG. 3, the distance measuring device 2 includes an anti-blast body 25 and a laser sensor 21, an orientation sensor 22, an angle sensor, a control motor tripod head 23, a data processing unit 24, a server 26, a DC power supply 28, and a display 27 located in the anti-blast building 25.

[0037] На противовзрывном корпусе 25 располагается множество сигнализаторов 251, предназначенных для подачи питания и связи с окружающей средой, а в передней части противовзрывного корпуса 25 располагается одно стеклянное окно 252, через которое проходит лазерный луч, направляемый лазерным датчиком 21 на светоотражающую мишень 1.[0037] On the anti-explosion housing 25 there are many signaling devices 251 designed to supply power and communicate with the environment, and in the front of the anti-explosion housing 25 there is one glass window 252 through which a laser beam passes, directed by a laser sensor 21 to a reflective target 1.

[0038] Лазерный датчик 21 устанавливается на головке штатива двигателя управления 23, и вращается вместе с ней. Лазерный датчик 21 направляет очень тонкий лазерный луч на цель во время работы. После того, как лазерный луч отражается от светоотражающей мишени 1, фотоэлемент лазерного датчика 21 принимает отражаемый лазерный луч. Таймер лазерного датчика 21 определяет время между отправкой и приемом лазерного луча, чтобы вычислить расстояние от лазерного датчика 21 до цели и измерить количество возвращаемого света.[0038] The laser sensor 21 is mounted on the tripod head of the control motor 23, and rotates with it. The laser sensor 21 directs a very thin laser beam at the target during operation. After the laser beam is reflected from the reflective target 1, the laser sensor photocell 21 receives the reflected laser beam. The timer of the laser sensor 21 determines the time between sending and receiving the laser beam to calculate the distance from the laser sensor 21 to the target and measure the amount of light returned.

[0039] Датчик ориентации 22 представляет собой датчик измерения пространственного движения, основанный на технологии МЭМС, и предназначен для измерения данных, таких как ускорение в трех осях, гироскопия в трех осях или угол в трех осях проходческого комбайна 5.[0039] Orientation sensor 22 is a spatial motion measurement sensor based on MEMS technology and is designed to measure data such as three-axis acceleration, three-axis gyroscopy, or three-axis angle of the roadheader 5.

[0040] Датчик угла устанавливается на головке штатива, точно сопрягается с лазерным датчиком 21, и предназначен для сбора данных о величинах углов в трех осях

с лазерного датчика 21 и для корректировки отклонения по расстоянию, для получения расстояния проходки тоннеля

, при этом

- расстояние, измеряемое лазерным датчиком (21) от устройства измерения расстояния до светоотражающей мишени 1, а

- расстояние проходки тоннеля после настройки точности[0040] The angle sensor is mounted on the head of the tripod, precisely mated with the laser sensor 21, and is designed to collect data on the values of angles in three axes

from the laser sensor 21 and to correct the deviation in distance, to obtain the tunneling distance

, wherein

is the distance measured by the laser sensor (21) from the distance measuring device to the reflective target 1, and

- tunneling distance after adjusting the accuracy

[0041] Головка штатива двигателя управления 23 включает в себя двигатель управления в горизонтальной плоскости, двигатель управления относительно поперечной оси и головку штатива, способную вращаться в горизонтальном направлении и относительно поперечной оси.[0041] The control motor tripod head 23 includes a horizontal control motor, a lateral axis control motor, and a tripod head capable of rotating in the horizontal direction and about the lateral axis.

[0042] На блоке обработки данных 24 используется Arduino для получения расстояния и информации о количестве возвращаемого света с лазерного датчика 21. Датчик ориентации 22 возвращает ряд групп данных по ускорению, гироскопии и углу, а также данные о величинах углов в трех осях

с лазерного датчика 21, измеряемые датчиком угла, а также производит обработку с настройкой точности, для получения точной проходки тоннеля и рабочего режима проходческого комбайна 5.[0042] Data processing unit 24 uses Arduino to obtain distance and amount of returned light information from laser sensor 21. Orientation sensor 22 returns a series of acceleration, gyroscope, and angle data, as well as data on angle values in three axes

from the laser sensor 21, measured by the angle sensor, and also performs processing with precision adjustment, to obtain accurate tunneling and the operating mode of the tunneling machine 5.

[0043] Сервер 26 предназначен для хранения и дальнейшей обработки данных, получаемых блоком обработки данных 24, а также вывода окончательного результата на дисплей 27.[0043] The server 26 is designed to store and further process the data received by the data processing unit 24, as well as display the final result on the display 27.

[0044] Источник питания постоянного тока 28 предназначен для подачи питания на все устройства измерения расстояния 2.[0044] The DC power supply 28 is designed to supply power to all distance measuring devices 2.

[0045] Дисплей 27 предназначен для отображения проходки и рабочего режима данного проходческого комбайна 5, статуса светоотражающей мишени 1, а также данных о величинах углов в трех осях головки штатива.[0045] The display 27 is designed to display the penetration and operating mode of this roadheader 5, the status of the reflective target 1, as well as data on the angles in the three axes of the tripod head.

[0046] Этап 2. Во время начала работы, определение рабочего режима данного проходческого комбайна 5 на основании расстояния, измеряемого лазерным датчиком 21, и ускорения, измеряемого датчиком ориентации 22, а также регистрирование расстояния проходки тоннеля, когда проходческий комбайн 5 работает в режиме проходки тоннеля в первый раз, и

;[0046] Step 2: At the time of starting operation, determining the working mode of this roadheader 5 based on the distance measured by the laser sensor 21 and the acceleration measured by the orientation sensor 22, and recording the tunneling distance when the roadheader 5 is operating in the heading mode tunnel for the first time, and

;

[0047] В частности, предусматривается пять режимов работы проходческого комбайна: включение питания, проходка тоннеля, движение вперед, движение назад и перемещение пути, сопрягаемого с ленточным транспортером. Когда разница в значениях

между расстояниями проходки тоннеля, получаемыми с помощью лазерного датчика 21 в двух точках времени, колеблется в пределах диапазона

, а ускорение, измеряемое датчиком ориентации 22, соответствует

, то определяется, что данный проходческий комбайн 5 находится в режиме включения питания; когда значения, получаемые при возврате сигнала лазерного датчика 21, постепенно увеличиваются,

, то определяется, что проходческий комбайн 5 находится в режиме движения вперед; когда разность в значениях, получаемая при возврате сигнала лазерного датчика 21, соответствует

, то определяется, что проходческий комбайн 5 находится в режиме проходки тоннеля; когда значения, получаемые при возврате сигнала лазерного датчика 21, постепенно уменьшаются,

, то определяется, что проходческий комбайн 5 в данное время находится в режиме движения назад; когда разница в значениях, получаемых при возврате сигнала лазерного датчика 21, соответствует

, определяется, что проходческий комбайн 5 в данное время находится в режиме перемещения пути, сопрягаемого с ленточным транспортером,

и

.[0047] In particular, there are five modes of operation of the roadheader: power on, tunneling, moving forward, moving backward, and moving the track interfaced with the belt conveyor. When the difference in values

between the tunneling distances obtained using the laser sensor 21 at two points in time, fluctuates within the range

, and the acceleration measured by the orientation sensor 22 corresponds to

, it is determined that this roadheader 5 is in the power-on mode; when the values obtained by returning the signal of the laser sensor 21 gradually increase,

, and the acceleration measured by the orientation sensor 22 corresponds to

, it is determined that the roadheader 5 is in the forward mode; when the difference in values obtained by returning the signal of the laser sensor 21 corresponds to

, and the acceleration measured by the orientation sensor 22 corresponds to

, it is determined that the roadheader 5 is in tunneling mode; when the values obtained by returning the signal of the laser sensor 21 gradually decrease,

, and the acceleration measured by the orientation sensor 22 corresponds to

, it is determined that the roadheader 5 is currently in the reverse mode; when the difference in the values obtained by the return of the signal of the laser sensor 21 corresponds to

, and the acceleration measured by the orientation sensor 22 corresponds to

, it is determined that the roadheader 5 is currently in the mode of moving the path interfaced with the belt conveyor,

And

- tunneling distances at two points in time,

- real-time acceleration measured by the orientation sensor,

And

- two acceleration thresholds preset in the system, and

.

[0048] Этап 3. Регистрирование количества

возвращаемого света, измеряемого лазерным датчиком 21, и сравнение количества

возвращаемого света, измеряемого лазерным датчиком 21, с предварительно установленным пороговым количеством

возвращаемого света в блоке обработки данных 24, при этом, если измеренное количество возвращаемого света соответствует

, лазерный луч падает на светоотражающую мишень 1, что обозначается как «попадание в мишень», выполняется этап 5, а исходное пороговое количество возвращаемого света остается

; в противном случае, дополнительно устанавливается значение выбора порогового количества возвращаемого света

, и когда измеренное количество возвращаемого света соответствует

, то лазерный луч падает на светоотражающую мишень 1, что обозначается как «попадание в мишень», и выполняется этап 5; в противном случае, облучение обозначается как «непопадание в мишень», и выполняется этап 4.[0048] Step 3: Registering the quantity

return light measured by the laser sensor 21, and comparing the amount

of the returned light measured by the laser sensor 21, with a predetermined threshold amount

returned light in the data processing unit 24, while if the measured amount of returned light corresponds to

, the laser beam hits the retro-reflective target 1, which is referred to as "hitting the target", step 5 is performed, and the original threshold amount of returned light remains

; otherwise, the return light threshold selection value is additionally set

, and when the measured amount of returned light corresponds to

, the threshold amount of returned light is set to

, the laser beam is incident on the retro-reflective target 1, which is referred to as hitting the target, and step 5 is performed; otherwise, the irradiation is designated as "missing the target" and step 4 is performed.

Этап 4. Включение головки штатива двигателя управления 23 для наведения на мишень. Э1. Расчет угловых диапазонов

и

для горизонтального вращения головки штатива двигателя управления 23 и ее вращения относительно поперечной оси, исходя из расстояния проходки тоннеля

в момент до того, как устройство измерения расстояния 2 промахнется мимо мишени, а также длины

и ширины

светоотражающей мишени 1, при этом

и

. Э2. Расчет количеств

и

для горизонтального вращения головки штатива двигателя управления 23 и ее вращения относительно поперечной оси, при этом

,

- это угол разрешения двигателя управления относительно поперечной оси. Чтобы обеспечить попадание в светоотражающую мишень 1, количества раз выполнения сканирования увеличиваются до

и

,

, и

, где

- любое целое число от 0 до 5. Э3. Установление прямоугольной системы координат с использованием положения, в котором луч света падает на светоотражающую мишень 1 в момент до того, как луч света будет направлен мимо мишени, изначально, координаты с положительной величиной по

-оси идут в горизонтальном направлении вправо, координаты с положительной величиной по

-оси идут в вертикальном направлении вверх, а головка штатива двигателя управления 23 ищет светоотражающую мишень 1 отдельно по линейным направлениям

и

в системе координат, пока не будет обнаружена светоотражающая мишень 1 в первый раз. Э4. Двигатель управления в горизонтальной плоскости выполняет сканирование отдельно по часовой стрелке и против часовой стрелки

раз, и регистрирует количества

и

раз выполнения сканирования светоотражающей мишени 1 отдельно по часовой стрелке и против часовой стрелки; и если

, то двигатель управления в горизонтальной плоскости выполняет сканирование по часовой стрелке

раз; или если

, то двигатель управления в горизонтальной плоскости выполняет сканирование против часовой стрелки

раз, при этом, в данном случае, лазерный луч падает в центр светоотражающей мишени 1 в горизонтальном направлении; двигатель управления относительно поперечной оси выполняет сканирование по часовой стрелке и против часовой стрелки

раз, и регистрирует количества

и

, то двигатель управления относительно поперечной оси выполняет сканирование по часовой стрелке

раз; или если

, то двигатель управления относительно поперечной оси выполняет сканирование против часовой стрелки

раз, при этом, в данном случае, лазерный луч падает в центр светоотражающие мишени 1 в вертикальном направлении; два положения сочетаются, и устройство измерения расстояния 2 направляет луч в центр светоотражающей мишени 1, чтобы завершить процесс наведения на мишень. Step 4. Turning on the tripod head of the control motor 23 for aiming at the target. E1. Calculation of angular ranges

And

for horizontal rotation of the head of the tripod of the control motor 23 and its rotation relative to the transverse axis, based on the distance of tunneling

at the moment before the distance measuring device 2 misses the target, as well as the length

and width

reflective target 1, while

And

. E2. Quantity calculation

And

for horizontal rotation of the tripod head of the control motor 23 and its rotation relative to the transverse axis, while

,

is the angle of resolution of the control motor in the horizontal plane, and

is the angle of resolution of the control motor with respect to the transverse axis. To ensure that the reflective target 1 is hit, the number of times the scan is performed is increased to

And

,

, And

, Where

- any integer from 0 to 5. E3. Establishing a rectangular coordinate system using the position at which the light beam hits the retro-reflective target 1 at the moment before the light beam is directed past the target, initially, coordinates with a positive value in

- axes go in the horizontal direction to the right, coordinates with a positive value along

- the axes go up in the vertical direction, and the tripod head of the control motor 23 searches for the reflective target 1 separately in linear directions

And

in the coordinate system until retro-reflective target 1 is detected for the first time. E4. Horizontal control motor scans separately clockwise and counterclockwise

times, and registers the quantities

And

times of scanning the reflective target 1 separately clockwise and counterclockwise; and if

, then the horizontal control motor scans clockwise

once; or if

, then the control motor in the horizontal plane scans counterclockwise

time, in this case, the laser beam falls into the center of the reflective target 1 in the horizontal direction; lateral axis control motor scans clockwise and counterclockwise

times, and registers the quantities

And

, then the control motor with respect to the transverse axis scans clockwise

once; or if

, then the control motor with respect to the transverse axis scans counterclockwise

times, while, in this case, the laser beam falls into the center of the reflective target 1 in the vertical direction; the two positions are combined and the distance measuring device 2 aims the beam at the center of the retro-reflective target 1 to complete the targeting process.

[0049] Этап 5. Регистрирование расстояния проходки тоннеля, когда проходческий комбайн 5 находится в режиме проходки тоннеля, для получения проходки тоннеля

проходческого комбайна 5, при этом расстояние проходки тоннеля определяется как

.[0049] Step 5: Recording the tunneling distance when the roadheader 5 is in the tunneling mode to obtain the tunneling

roadheader 5, while the distance of tunneling is defined as

.

[0050] Этап 6. Повторение вышеизложенных этапов, чтобы завершить измерение проходки проходческого комбайна 5.[0050] Step 6: Repeat the above steps to complete the measurement of the roadheader 5.

[0051] В итоге, согласно методу измерения проходки для проходческого комбайна по настоящему изобретению, устанавливаются устройство измерения расстояния и светоотражающая мишень для автоматического измерения проходки проходческого комбайна. Ручное измерение заменяется автоматическим измерением, обеспечивается высокая точность измерения и снижается трудоемкость. Кроме того, попадание лазерного луча на мишень определяется исходя из количества возвращаемого света, измеряемого лазерным датчиком, чтобы активировать, когда требуется, головку штатива двигателя управления для наведения на мишень, что повышает точность и полноту измерения расстояния.[0051] As a result, according to the method of measuring penetration for a roadheader of the present invention, a distance measuring device and a reflective target are installed to automatically measure the headway of a roadheader. Manual measurement is replaced by automatic measurement, high measurement accuracy is ensured and labor intensity is reduced. In addition, the hit of the laser beam on the target is determined based on the amount of returned light measured by the laser sensor to activate, when required, the tripod head of the control motor for aiming at the target, which improves the accuracy and completeness of the distance measurement.

[0052] Описание раскрытых вариантов осуществления выше позволяет специалисту реализовать и использовать настоящее изобретение. Различные модификации настоящих вариантов осуществления очевидны для специалиста, а общие принципы, представленные в настоящем документе, могут быть воплощены в других вариантах осуществления изобретения без отступления от существа и объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, приведенными в настоящем документе, но максимально широко соответствует принципам и элементам новизны, раскрытым в настоящем документе. [0052] The description of the disclosed embodiments above enables one skilled in the art to make and use the present invention. Various modifications of the present embodiments are obvious to those skilled in the art, and the general principles presented herein may be embodied in other embodiments of the invention without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments provided herein, but follows as broadly as possible the principles and novelties disclosed herein.

Claims

1. A method for measuring penetration for a roadheader, including the following steps:

stage 1 - installation of a reflective target (1) and a distance measuring device (2), characterized in that the reflective target (1) is installed above the path (3) mated with the dual-purpose belt conveyor (4), and is fixed relative to it; distance measuring device (2) includes laser sensor (21), orientation sensor (22), control motor tripod head (23) and data processing unit (24), control motor tripod head (23) includes control motor in horizontal plane, control motor relative to the transverse axis and tripod head; the distance measuring device (2) is mounted on the dual-purpose belt conveyor (4) and the head of the control motor stand (23) is adjusted so that the laser beam directed by the laser sensor (21) forms a circle with a radius of 5 cm, located in the middle of the reflective target (1);

step 2 - during the start of work, determining the operating mode of this roadheader (5) based on the distance measured by the laser sensor (21) and the acceleration measured by the orientation sensor (22), as well as recording the tunneling distance when the roadheader (5) operates in tunneling mode for the first time, while the tunneling distance is indicated as

;

stage 3 - registration of quantity

return light in the data processing unit (24), wherein if the measured amount of returned light exceeds the threshold amount, the laser beam hits the retro-reflective target (1), which is referred to as "hitting the target", and step 5 is performed; otherwise, the irradiation is designated as "missing the target" and step 4 is performed;

step 4 - turning on the head of the tripod of the control motor (23) for aiming at the target;

E1: calculation of angular ranges

And

for horizontal rotation of the head of the control motor support (23) and its rotation about the transverse axis based on the tunneling distance

at the moment before the distance measuring device (2) misses the target, as well as the length

and width

reflective target (1), so that

And

;

E2: calculation of quantities

And

for the horizontal rotation of the control motor tripod head (23) and its rotation about the transverse axis, so that

,

is the angle of resolution of the control motor in the horizontal plane, and

is the angle of resolution of the control motor relative to the transverse axis;

E3: establishing a rectangular coordinate system using the position at which the light beam hits the reflective target (1) at the moment before the light beam is directed past the target, initially, so that coordinates with a positive value in

- the axes go up in the vertical direction, and the head of the control motor tripod (23) searches for the reflective target (1) separately in linear directions

And

in the coordinate system until the reflective target (1) is detected for the first time;

E4: Clockwise and anti-clockwise movement, using the horizontal control motor, scanning is performed separately

times, as well as recording quantities

And

times of scanning the reflective target (1) separately clockwise and counterclockwise; and if

once; or if

times, while in this case the laser beam falls into the center of the reflective target (1) in the horizontal direction; when moving clockwise and counterclockwise, with the help of a control motor about the transverse axis, scanning is performed

times, as well as recording quantities

And

once; or if

times, while in this case the laser beam falls into the center of the reflective target (1) in the vertical direction; the two positions are combined and the distance measuring device (2) aims the beam at the center of the retro-reflective target (1) to complete the targeting process;

step 5 - recording the tunneling distance when the roadheader (5) is in the tunneling mode to obtain a tunneling

=

-

roadheader (5), while the tunneling distance is defined as

; and

step 6 - repeating the above steps to complete the measurement of the roadheader (5).

2. The method according to claim 1, characterized in that at step 1 the distance measuring device (2) additionally includes an angle sensor designed to collect data on the angles in three axes from the laser sensor (21) and to correct the distance deviation, and the angle sensor is mounted on the tripod head and precisely aligned with the laser sensor (21); the data processing unit (24) receives and processes the data controlled by the laser sensor (21) and the angle sensor to obtain

, Where:

- distance of tunneling after setting the accuracy, γ, α - axes; in this case, the tunneling distance when the roadheader (5) is in the tunneling mode for the first time is denoted as

; then the tunneling distance when the roadheader (5) is respectively in the tunneling mode is denoted as

, and tunneling is:

.

3. The method according to claim 2, characterized in that the distance measuring device (2) further includes an anti-explosion housing (25), a server (26), a display (27) and a DC power supply (28); on the anti-explosion housing (25) there are many signaling devices (251) designed to supply power and communicate with the environment, and in the front part there is one glass window (252), through which a laser beam passes, directed by a laser sensor (21) to a reflective target (1); the server (26) is designed to store and further process the data received by the data processing unit (24), as well as output the final result to the display (27) for display; the display (27) is designed to display the penetration and operating mode of this roadheader (5), the status of the reflective target (1), as well as data on the angles in the three axes of the tripod head; DC power supply (28) is designed to supply power to all distance measuring devices (2).

4. Method according to claim 2, characterized in that the orientation sensor (22) is a spatial motion sensor based on microelectromechanical systems (MEMS) technology.

5. The method according to claim 2, characterized in that the head of the control motor tripod (23) includes a control motor in the horizontal plane, a control motor about the transverse axis and a tripod head capable of rotating in the horizontal direction and about the transverse axis.

6. The method according to p. 1, characterized in that stage 2 provides for five modes of operation of the tunneling machine (5): power on, tunneling, moving forward, moving backward and moving the path interfaced with the belt conveyor; when the difference in values

between the tunneling distances obtained by the laser sensor (21) at two points in time, fluctuates within the range

, and the acceleration measured by the orientation sensor (22) corresponds to

, then it is determined that this roadheader (5) is in the power-on mode; when the values obtained from the return of the laser sensor signal (21) gradually increase,

, and the acceleration measured by the orientation sensor (22) corresponds to

, it is determined that the roadheader (5) is in the forward mode; when the difference in values obtained from the return of the laser sensor signal (21) corresponds to

, and the acceleration measured by the orientation sensor (22) corresponds to

, it is determined that the roadheader (5) is in the tunneling mode; when the values obtained by the return of the signal of the laser sensor (21) gradually decrease,

, and the acceleration measured by the orientation sensor (22) corresponds to

, it is determined that the roadheader (5) is currently in the reverse mode; when the difference in the values obtained from the return of the laser sensor signal (21) corresponds to

, and the acceleration measured by the orientation sensor (22) corresponds to

, then it is determined that the roadheader (5) is currently in the mode of moving the path interfaced with the belt conveyor, where:

And

- tunneling distances at two points in time,

- real-time acceleration measured by the orientation sensor (22),

And

- two acceleration thresholds preset in the system, and

.

7. The method according to claim 1, characterized in that at step 4 the number of times the scan is performed is increased to

And

to ensure accurate scanning of the reflective target (1),

, And

, Where:

- any integer from 0 to 5.

8. The method of claim. 1, characterized in that the threshold initial amount of returned light is denoted as

, and when the measured amount of returned light corresponds to

, the laser beam hits the retro-reflective target (1), which is referred to as “hitting the target”, and the threshold initial amount of returned light remains

; when the measured amount of returned light corresponds to

, the threshold amount of returned light is set to

, then the laser beam hits the retro-reflective target (1), which is referred to as "hitting the target", or otherwise as "missing the target".