技术领域
[0001] 本发明涉及设备控制技术领域，特别涉及一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机。
相关背景技术
[0002] 四臂高效破岩凿岩机是一种专门用于矿山、隧道等工程中破碎和凿岩的机械设备，具有四个操作臂，可以同时对岩石进行多个方向的破碎和凿岩，提高作业效率；
[0003] 目前，破岩凿岩机在进行破岩凿岩操作时，大都是设定好运行参数后，直接对不同岩石特性的岩石进行破岩凿岩操作，不能根据不同区域的岩石特性自适应调整设备工作参数，从而导致能耗较高，同时，也不利于提高作业效率和破岩凿岩的精确度，造成能源和资源的浪费；
[0004] 因此，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机。
具体实施方式
[0067] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0068] 实施例1：
[0069] 本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，如图1所示，包括：
[0070] 检测模块，用于基于前端检测传感器分别检测四臂破岩凿岩机中每一臂工作区域的岩石参数，并基于岩石参数确定对应工作区域的岩石特性；
[0071] 设备控制模块，用于基于岩石特性对每一臂的破岩凿岩过程进行模拟仿真，确定每一臂的最优凿岩参数，并基于最优凿岩参数对每一臂进行参数自适应调整；
[0072] 监控及反馈模块，用于基于调整结果控制四臂破岩凿岩机的四臂并行操作，并基于各工作区域的实时岩石状态及设备状态对每一臂的参数进行独立动态优化。
[0073] 该实施例中，前端监测传感器是提前设定好的，设置在四臂破岩凿岩机中每一臂的前端，用于检测岩石情况。
[0074] 该实施例中，每一臂工作区域指的是每一工作臂所在岩石的位置，即每一工作臂需要破岩凿岩的岩石区域。
[0075] 该实施例中，岩石参数指的是每一臂工作区域中岩石的颜色、硬度参数以及厚度参数等。
[0076] 该实施例中，岩石特性指的是岩石的具体硬度、岩石之间的缝隙宽度以及岩石的脆度等。
[0077] 该实施例中，基于岩石特性对每一臂的破岩凿岩过程进行模拟仿真是在计算机中的模拟仿真软件上进行的。
[0078] 该实施例中，最优凿岩参数指的是根据模拟仿真结果确定的每一臂进行破岩凿岩时对应的最佳工作参数，即能够有效进行破岩凿岩操作，同时四臂破岩凿岩机不存在无用能源消耗情况。
[0079] 该实施例中，对每一臂进行参数自适应调整指的是根据每一臂的最优凿岩参数对每一臂的运行参数进行配置，从而确保每一臂能够顺利执行相应的破岩凿岩操作。
[0080] 该实施例中，实时岩石状态指的是当前岩石断面处的岩石硬度等情况。
[0081] 该实施例中，设备状态指的是四臂破岩凿岩机当前的运行情况，例如是否过载运行等。
[0082] 该实施例中，独立动态优化指的是对需要调整的工作臂单独进行参数调整，在调整的过程中不影响其他工作臂的正常运行。
[0083] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过前端检测传感器分别获取每一臂工作区域的岩石参数，并对岩石参数进行分析，实现对每一臂工作区域的岩石特性进行准确有效的确定，从而为每一臂的工作参数的调整提供了依据，其次，通过岩石特性对一臂的破岩凿岩过程进行模拟仿真，实现根据模拟仿真结果对每一臂的最优凿岩参数进行锁定，从而实现根据最优凿岩参数对每一臂的运行参数进行自适应调整，确保了每一臂的破岩凿岩的效率以及精度，最后，对调整好的四臂破岩凿岩机进行控制，实现对相应工作区域的岩石进行破岩凿岩操作，且在破岩凿岩过程中，根据实时岩石状态及设备状态对每一臂的参数进行独立动态优化，确保了四臂破岩凿岩机的高效运行，降低了能耗的同时节省了资源，同时也提高了对四臂破岩凿岩机控制准确率以及智能性。
[0084] 实施例2：
[0085] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，如图2所示，检测模块，包括：
[0086] 设备自检单元，用于基于破岩凿岩业务标准确定所需传感器，并基于所需传感器对四臂破岩凿岩机的前端检测传感器进行设备自检；
[0087] 设备控制单元，用于基于设备自检结果根据所需传感器的服务标准对前端检测传感器进行设备校准，并基于校准结果分布式控制四臂破岩凿岩机中每一臂的前端检测传感器对相应工作区域的岩石进行多维度参数检测；
[0088] 参数确定单元，用于基于数据来源对每一工作区域的多维度参数检测结果进行对象区分汇总，并基于对象区分汇总得到每一臂工作区域的岩石参数。
[0089] 该实施例中，破岩凿岩业务标准是提前已知的，用于表征对破岩凿岩业的执行标准和监测要求。
[0090] 该实施例中，服务标准是用于表征各传感器对应的工作条件和运行参数。
[0091] 该实施例中，多维度参数检测指的是通过适配好的前端检测传感器对响应工作区域的岩石进行不同角度下的数据采集。
[0092] 该实施例中，对象区分汇总指的是根据数据来源对多维度参数检测结果中的数据进行区分，目的是为了确定不同对象对应的具体的检测结果。
[0093] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过对四臂破岩凿岩机的前端检测传感器进行设备自检，并在设备自检通过后对前端检测传感器进行设备校准，确保检测到的岩石参数的准确可靠性，其次，在设备校准后分布式控制每一臂的前端检测传感器对相应工作区域的岩石进行不同维度的参数检测，确保了得到的岩石参数的全面性，最后，对同一工作区域的多维度参数检测结果进行汇总，实现对每一工作区域的岩石参数进行准确有效的确定，从而为控制四臂破岩凿岩机提供了参数支撑。
[0094] 实施例3：
[0095] 在实施例2的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，岩石参数确定单元，包括：
[0096] 参数整理子单元，用于提取每一臂工作区域的区域标识，并基于区域标识将工作区域与岩石参数进行关联绑定；
[0097] 数据回传子单元，用于：
[0098] 基于关联绑定结果根据时间序列对岩石参数进行离散处理，得到离散样本点，并基于量化级别将离散样本点量化为离散数字信号；
[0099] 基于数据接口的服务标准对离散数字信号进行编码，并基于数据接口将编码后的离散数字信号回传至上位机。
[0100] 该实施例中，区域标识指的是能够区分每一臂工作区域的标记符号。
[0101] 该实施例中，离散样本点指的是根据时间序列(即时间发展顺序)对岩石参数进行离散处理得到的，即每一时刻对应的具体岩石参数。
[0102] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过确定每一臂工作区域的区域标识，实现通过区域标识将工作区域与岩石参数进行关联，从而确保了数据的有序性，其次，将关联后的岩石参数进行离散，实现将模拟信号转换为离散数字信号，从而便于对检测到的岩石参数进行传输，最后，对离散数字信号进行编码，并在编码完成后将数据回传至上位机，确保了采集到的岩石参数能够准确有效的传输至控制及分析终端，从而便于对四臂破岩凿岩机中每一臂的最优参演参数进行确定，进而提高对四臂破岩凿岩机的控制准确率和智能化。
[0103] 实施例4：
[0104] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，检测模块，包括：
[0105] 指标确定单元，用于基于岩石检测流程确定对岩石的多项检测分支业务，并基于多项检测分支业务的运行协议确定每一项检测分支业务对应的分析指标；
[0106] 体系构建单元，用于基于分析指标构建每一项检测分支业务对应的岩石特性分析体系，并依次将每一臂工作区域的岩石参数映射至相应岩石特性分析体系进行分析；
[0107] 岩石特性确定单元，用于基于分析结果确定每一工作区域的岩石基本参量，并基于岩石基本参量得到每一臂工作区域的岩石特性。
[0108] 该实施例中，岩石检测流程是提前设定好的，用于表征对岩石检测的项目以及检测步骤。
[0109] 该实施例中，多项检测分值业务指的是通过岩石检测流程确定的对岩石进行检测的所有项目。
[0110] 该实施例中，运行协议是提前已知的，用于表征不同检测分值业务对应的检测要求和分析规则。
[0111] 该实施例中，岩石基本参量指的是每一工作区域的岩石硬度参量、缝隙宽度参量等。
[0112] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过根据岩石检测流程对岩石的多项检测分支业务进行确定，并根据多项检测分支业务的运行协议实现对每一项检测分支业务的分析指标进行锁定，其次，根据分析指标构建岩石特性分析体系，实现通过岩石特性分析体系对每一臂工作区域的岩石参数进行准确可靠的岩石特性分析，最后，根据分析结果得到的岩石基本参量实现对每一臂工作区域的岩石特性进行锁定，从而便于根据岩石特性对每一臂的最优凿岩参数进行确定，为四臂破岩凿岩机的工作参数适配提供了便利和保障。
[0113] 实施例5：
[0114] 在实施例4的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，岩石特性确定单元，包括：
[0115] 结果获取子单元，用于获取每一臂工作区域的岩石特征以及每一臂工作区域的区域标签，并将岩石特征与区域标签进行关联封装；
[0116] 结果记录子单元，用于构建破岩凿岩记录表，并基于关联封装结果将每一臂工作区域的岩石特征和区域标签在破岩凿岩记录表进行记录。
[0117] 该实施例中，区域标签指的是表征每一臂工作区域的身份的标记符号。
[0118] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过获取每一臂工作区域的岩石特性和对应的区域标签，实现将每一工作区域的岩石特性与区域标签进行锁定，便于对每一工作区域的岩石特性进行溯源，其次，将关联封装结果在构建的破岩凿岩记录表中进行记录，从而便于对不同工作区域的岩石特性进行有效记录，也便于后续分析时对相应数据的调取。
[0119] 实施例6：
[0120] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，如图3所示，设备控制模块，包括：
[0121] 场景搭建单元，用于：
[0122] 基于计算机根据每一臂工作区域的岩石参数以及岩石特性构建每一工作区域的离散结构元，并基于岩石间的结构关系将离散结构元进行位置关联；
[0123] 基于位置关联结果对每一离散结构元配置后台数据监控线程，并基于分配结果得到每一臂工作区域的虚拟岩石场景；
[0124] 模拟仿真单元，用于：
[0125] 基于计算机根据理论状态参数区间对虚拟四臂破岩凿岩机的初始参数进行下限赋予，并基于下限赋予结果控制虚拟四臂破岩凿岩机每一臂独立对虚拟岩石场景进行破岩凿岩；
[0126] 基于控制结果根据后台数据监控线程实时获取每一离散结构元在虚拟四臂破岩凿岩机作用下的状态参数改变量，并基于状态参数改变量确定每一臂工作区域中的岩石结构稳定系数；
[0127] 最优凿岩参数确定单元，用于：
[0128] 基于岩石结构稳定系数构建对虚拟四臂破岩凿岩机的反馈调节机制，并基于反馈调节机制根据理论状态参数区间在下限赋予结果之上对虚拟四臂破岩凿岩机中每一臂的运行参数进行独立动态迭代调整；
[0129] 基于独立动态迭代调整结果确定岩石结构稳定系数达到凿岩破岩程度时，跳出反馈调节机制，并将当前动态迭代调整对应的参数判定为每一臂的最优凿岩参数。
[0130] 该实施例中，岩石特性指的是岩石的具体硬度、岩石之间的缝隙宽度以及岩石的脆度等。
[0131] 该实施例中，岩石参数指的是每一臂工作区域中岩石的颜色、硬度参数以及厚度参数等。
[0132] 该实施例中，离散结构元指的是根据岩石参数以及岩石特性构建出的每一臂工作区域对应岩石块结构。
[0133] 该实施例中，结构关系指的是不同离散结构元之间的相对位置关系等。
[0134] 该实施例中，后台数据监控线程指的是对每一离散结构元的实时运行情况进行监控的策略。
[0135] 该实施例中，理论状态参数区间是提前已知的，用于表征四臂破岩凿岩机中每一臂的工作参数的取值区间范围。
[0136] 该实施例中，状态参数改变量指的是通过后台数据监控线程对虚拟岩石场景中不同岩石在虚拟四臂破岩凿岩机的作用下的状态改变情况进行监测得到的具体取值情况，且将相邻时刻的监测值进行比较后得到的。
[0137] 该实施例中，岩石结构稳定系数是用于表征岩石在虚拟四臂破岩凿岩机的作用下结构发生改变的幅度，结构发生改变的幅度越小则岩石结构稳定系数取值越大。
[0138] 该实施例中，独立动态迭代调整指的是根据反馈调节机制对对虚拟四臂破岩凿岩机中每一臂的运行参数进行实时动态优化，且不影响其他机械臂的运行状态。
[0139] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过计算机根据每一臂工作区域的岩石参数和岩石特性对每一工作区域的最小结构单元进行确定，并根据岩石间的结构关系将最小结构单元进行位置关联，为搭建虚拟场景提供了便利，同时，在位置关联后对每一离散结构元配置后台数据监控线程，实现对最终的虚拟岩石场景进行有效获取，便于根据后台数据监控线程对四臂破岩凿岩机在工作时各离散结构元的结构状态改变情况进行确定，其次，根据理论状态参数区间对虚拟四臂破岩凿岩机的初始参数进行设定，并在设定结束后进行模拟破岩凿岩操作，并在破岩凿岩操作时，通过后台数据监控线程对每一离散结构元的状态参数改变量进行监测，实现根据状态参数改变量对每一臂工作区域中的岩石结构稳定系数进行有效获取，最后，根据岩石结构稳定系数构建虚拟四臂破岩凿岩机的反馈调节机制，实现根据反馈调节机制对每一臂的运行参数进行独立动态迭代调整，最终实现对每一臂的最优凿岩参数进行锁定，确保了四臂破岩凿岩机的高效运行，同时确保了每一臂的破岩凿岩的效率以及精度。
[0140] 实施例7：
[0141] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，设备控制模块，包括：
[0142] 参数获取单元，用于获取每一臂的最优凿岩参数，并确定最优凿岩参数对应的适配组件；
[0143] 参数自适应调整单元，用于：
[0144] 基于四臂破岩凿岩机的设备类型及工作环境确定适配组件的性能指标，并基于最优凿岩参数对性能指标进行对应量化；
[0145] 基于量化结果完成对每一臂的参数自适应调整。
[0146] 该实施例中，适配组件指的是四臂破岩凿岩机在执行相应操作时对应的结构组件。
[0147] 该实施例中，性能指标是用于表征适配组件工作状态的衡量依据。
[0148] 该实施例中，基于最优凿岩参数对性能指标进行对应量化指的是根据得到的最优凿岩参数对各性能指标的运行参数取值进行确定，从而确保四臂破岩凿岩机中每一臂能够有效运行。
[0149] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过确定每一臂的最优凿岩参数对应的适配组件，并根据四臂破岩凿岩机的设备类型和工作环境实现对适配组件的性能指标进行确定，最后，通过确定的最优凿岩参数对适配组件的性能指标进行量化，实现每一臂的参数进行自适应调整，保障了每一臂的破岩凿岩的效率以及精度，确保了四臂破岩凿岩机的高效运行。
[0150] 实施例8：
[0151] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，设备控制模块，包括：
[0152] 监测单元，用于基于自适应调整结果控制四臂破岩凿岩机中每一臂在相应实际工作环境中进行破岩凿岩实测操作，并基于控制结果采集每一臂实际工作环境下的实时视频流；
[0153] 实测单元，用于：
[0154] 基于实时视频流确定岩石在四臂破岩凿岩机下的状态改变量以及四臂破岩凿岩机中每一臂的实时运行状态，并基于状态改变量以及实时运行状态确定四臂破岩凿岩机当前的破岩凿岩可执行力；
[0155] 基于破岩凿岩可执行力以及服务标准确定最优凿岩参数的置信度，并在置信度大于预设阈值时，判定对每一臂的参数自适应调整合格。
[0156] 该实施例中，实时视频流指的是每一臂在相应实际工作环境中工作时对应的具体监控视频。
[0157] 该实施例中，状态改变量指的是岩石在四臂破岩凿岩机下的结构改变情况以及稳定程度的改变情况等。
[0158] 该实施例中，破岩凿岩可执行力指的是四臂破岩凿岩机能够完成破岩凿岩任务的程度。
[0159] 该实施例中，置信度是用于表征最优凿岩参数的可行性程度，即表征最优凿岩参数切实有效的概率。
[0160] 该实施例中，预设阈值是提前设定好的，是用于衡量置信度是否满足最低要求的标准，是可以进行调整的。
[0161] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过在自适应调整后控制四臂破岩凿岩机中每一臂在相应实际工作环境中进行破岩凿岩实测操作，并在实测的过程中获取每一臂实际工作环境下的实时视频流，从而便于通过实时视频流对岩石的状态改变量以及每一臂的实时运行状态进行锁定，实现对四臂破岩凿岩机当前的破岩凿岩可执行力进行有效确定，最后，根据破岩凿岩可执行力对四臂破岩凿岩机对的参数适配合格程度进行有效判断，确保了四臂破岩凿岩机的高效运行，也提高了对四臂破岩凿岩机控制准确率以及智能性。
[0162] 实施例9：
[0163] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，监控及反馈模块，包括：
[0164] 任务下发单元，用于：
[0165] 基于管理终端向四臂破岩凿岩机下发破岩凿岩任务，并基于主控中心对破岩凿岩任务进行任务解析，得到破岩凿岩任务的结构特征；
[0166] 基于结构特征与四臂破岩凿岩机中每一臂的工作属性对破岩凿岩任务进行责任划分，得到每一臂的处理任务，并基于可调配线程将每一臂的处理任务分布式下发至每一臂的独立调控中心；
[0167] 控制单元，用于：
[0168] 基于独立调控中心确定相应处理任务包含的任务节点，并基于时间序列对任务节点进行执行逻辑关联；
[0169] 基于执行逻辑关联结果控制四臂破岩凿岩机中每一臂在相应工作区域进行初始点定位，并基于初始点定位结果控制四臂破岩凿岩机中四臂根据执行逻辑关联结果进行并行操作。
[0170] 该实施例中，结构特征指的是破岩凿岩任务的组成情况。
[0171] 该实施例中，工作属性指的是四臂破岩凿岩机中每一臂的破岩凿岩力度以及运行性能情况等。
[0172] 该实施例中，可调配线程是用于对处理任务进行针对性下发的策略，用于将每一臂的处理任务下发至每一臂的独立调控中心，其中，独立调控中心即为每一臂的控制终端。
[0173] 该实施例中，任务节点指的是处理任务包含的处理步骤。
[0174] 该实施例中，初始点定位指的是对每一臂在相应工作区域的工作起始点进行确定。
[0175] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过管理终端向四臂破岩凿岩机下发破岩凿岩任务，并通过四臂破岩凿岩机中的主控中心对破岩凿岩任务进行解析，实现根据解析结果对破岩凿岩任务进行责任划分，确保每一臂得到相应的处理任务，其次，将得到的每一臂的处理任务下发至相应的独立调控中心，实现通过独立调控中心对相应处理任务的执行逻辑关联进行锁定，最后，控制四臂破岩凿岩机根据执行逻辑关联在相应工作区域进行初始点定位以及并行破岩凿岩操作，确保了四臂破岩凿岩机的高效运行，降低了能耗的同时节省了资源。
[0176] 实施例10：
[0177] 在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高效智能识别控制的四臂高效破岩凿岩机，监控及反馈模块，包括：
[0178] 实时监测单元，用于：
[0179] 基于控制结果实时获取四臂破岩凿岩机中每一臂与相应工作区域中当前岩层断面的岩石参量，并将岩石参量与上位岩石参量进行比较，确定当前岩层断面的相对基本参数改变幅值；
[0180] 同时，获取每一臂在进行当前岩层断面的破岩凿岩操作时的运行状态参数，并基于运行状态参数确定每一臂的负载值；
[0181] 独立动态优化单元，用于在负载值超出当前设定载荷值时，基于相对基本参数改变幅值确定对相应工作臂的运行状态参数的优化量，并基于优化量对相应工作臂的运行状态参数进行独立动态优化。
[0182] 该实施例中，岩石参量指的是当前岩层断面的岩石状态，包括当前岩石的硬度以及脆度等参量。
[0183] 该实施例中，上位岩石参量指的是上一处理位置处的岩石的硬度以及脆度等参量，目的是为了确定当前位置的岩石相对上一位置岩石参量的改变情况，从而便于对工作臂的运行状态参数进行调整。
[0184] 该实施例中，相对基本参数改变幅值指的是当前岩层断面的岩石参量与上位岩石参量的取值差异。
[0185] 该实施例中，优化量指的是对工作臂的运行状态参数进行调整的具体数值。
[0186] 上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过确定每一臂在工作过程中当前岩层断面的岩石参量，并将岩石参量与上位岩石参量进行比较，实现对当前岩层断面的相对基本参数改变幅值进行确定，其次，获取每一臂在进行当前岩层断面的破岩凿岩操作时的运行状态参数，实现根据运行状态参数对每一臂的负载值进行锁定，最后，在负载值超出当前设定载荷值时，根据相对基本参数改变幅值确定对相应工作臂的运行状态参数的优化量，实现对需要进行参数调整的工作臂进行独立动态优化，确保了四臂破岩凿岩机的高效运行，降低了能耗的同时节省了资源，同时也提高了对四臂破岩凿岩机控制准确率以及智能性。
[0187] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
