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龙图腾网获悉山西天地煤机装备有限公司申请的专利掘锚一体机提升机构数字孪生构建系统及其路径规划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：CN117518874B 。

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：202311614760.7，技术领域涉及：G05B17/02；该发明授权掘锚一体机提升机构数字孪生构建系统及其路径规划方法是由程凤霞;金江;原钢;鲍文亮;焦晓峰;王威;赵海伟;冯化;冯利;靳明智;王婵娟;王强;田克君;金雪琪;李杰设计研发完成，并于2023-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本掘锚一体机提升机构数字孪生构建系统及其路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明提供掘锚一体机提升机构数字孪生构建系统及其路径规划方法，涉及煤矿设备控制技术领域，所述系统包括：中央控制系统，用于自动识别与侧帮钻架提升机构高度相关的信息，并根据与侧帮钻架提升机构高度相关的信息，自动规划侧帮钻架提升机构定位高度的路径，并通过CAN通信发送最终决策至次控制器，驱动电磁阀控制相关机构动作；数字孪生系统，用于分析各传感器信息，将侧帮钻架提升机构的姿态在上位机上呈现。本发明对侧帮钻架提升机构自动控制，实现侧帮钻架提升机构高度自动定位、最优路径的自动规划，缩短侧帮钻架提升机构高度定位的时间，提高支护作业效率。

本发明授权掘锚一体机提升机构数字孪生构建系统及其路径规划方法在权利要求书中公布了：1.掘锚一体机提升机构数字孪生构建系统，其特征在于，包括： 中央控制系统，用于自动识别与侧帮钻架提升机构高度相关的信息，并根据与侧帮钻架提升机构高度相关的信息，自动规划侧帮钻架提升机构定位高度的路径，并通过CAN通信发送最终决策至次控制器，驱动电磁阀控制相关机构动作； 信息感知系统，用于获取传感器和电磁阀信息，并根据传感器和电磁阀信息，测量正向进给油缸行程和负向进给油缸行程； 人机交互系统，用于实时显示故障信息、人机交互设备与控制器通信状态、主控制器与次控制器通信状态、各传感器状态和侧帮钻架提升机构实时高度； 网络系统，用于构建数字孪生系统与中央控制系统、信息感知系统的信息交互通道，实现数据传输和远程监控； 数字孪生系统，用于分析各传感器信息，将侧帮钻架提升机构的姿态在上位机上呈现； 所述中央控制系统包括： 主控制器，用于识别与侧帮钻架提升机构高度相关的信息，并根据与侧帮钻架提升机构高度相关的信息，规划侧帮钻架提升机构定位高度的路径； 次控制器，用于通过CAN通信获取所述主控制器发送的控制指令，并根据所述控制指令驱动电磁阀控制相关机构动作，控制侧帮钻架提升机构正向进给以及负向油缸升降； 所述信息感知系统包括： 第一位移传感器，设置于正向进给油缸内，用于测量正向进给油缸行程信号； 第二位移传感器，设置于负向进给油缸内，用于获取负向进给油缸行程信号，其中，正向进给油缸行程信号和负向进给油缸行程信号经转换调理后传输至模拟量输入端子模块，所述模拟量输入端子模块将正向进给油缸行程信号和负向进给油缸行程信号传输至主控制器； 所述第一位移传感器和第二位移传感器均输出4-20mA信号； 所述信息感知系统还包括操作系统，所述操作系统包括： 本机操作面板，设置于操作台内； 遥控系统，包括接收装置及遥控操作面板，接收装置设置于主控制器侧面，当本机操作面板操作时，所述本机操作面板发出控制指令后通过CAN通讯发送到主控制器中；当遥控操作面板操作时，所述遥控操作面板控制指令以无线或有线方式发送至接收装置，接收装置将接收指令通过CAN通讯转发送至主控制器中，所述主控制器根据接收指令对相关信息进行处理，并将处理结果发送给相应执行控制器； 所述电磁阀一端接入次控制器，另一端接入正向进给油缸和负向进给油缸的液压控制管路，所述主控制器通过CAN通讯将油缸动作指令发送给次控制器，所述次控制器控制电磁阀实现油缸的伸缩动作； 初始化设置侧帮钻架提升机构自动定位相关参数，具体包括目标定位高度H S ；正向油缸最大位移L S ；正向油缸进给速度S S ；负向油缸最大位移L L 、负向油缸进给速度S L ；初始零位高度H Z ；正向油缸位移对侧帮提升机构行程的贡献系数R S 、负向油缸对侧帮提升机构行程的贡献系数R L ； 查询人机交互各界面，故障信息界面，包括正向油缸第一位移传感器是否存在连接故障、负向油缸第二位移传感器是否存在连接故障；通信状态界面，包括人机交互设备与控制器通信状态是否正常、主控制器与次控制器通信状态是否正常、本机操作面板与主控制器通信状态是否正常、遥控操作面板与遥控接收装置通信状态是否正常、遥控接收装置与主控制器通信状态是否正常； 发送侧帮钻架提升机构动作命令，获取初始参数信息，包括主控制器自动获取侧帮钻架提升机构自动定位相关参数H S 、L L 、S L 、L S 、S S 、H Z 、R S 、R L ；读取正向进给油缸第一位移传感器模拟量初始值I Y1 、负向进给油缸第二位移传感器模拟量初始值I Y2 ，计算正向进给油缸初始位移Y 1L 、负向进给油缸初始化位移Y 2L ； 最优化路径规划，首先计算侧帮钻架提升机构当前高度H L =H Z +Y 1L ×R S -Y 2L ×R L ，然后判断侧帮钻架提升机构当前高度H L 与目标高度H S 的关系，包括H L H S 、HL=H S 、HLH S 三种情况，规划三种情况下实现目标定位高度的最优化路径： H L H S ，S L ≥S S， 采取首先减小侧帮钻架提升机构负向油缸位移的策略，若负向油缸可减小的最大有效位移不小于H S -H L ，则减小负向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L ≥S S， 采取首先减小侧帮钻架提升机构负向油缸位移的策略，若负向油缸可减小的最大有效位移小于H S -H L ，则首先减小负向油缸位移至0，然后增大正向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L S S， 采取首先增大侧帮钻架提升机构正向进给油缸位移的策略，若正向油缸可增大的最大有效位移不小于H S -H L ，则增大正向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L S S， 采取首先增大侧帮钻架提升机构正向进给油缸位移的策略，若正向油缸可增大的最大有效位移小于H S -H L ，则增大正向油缸位移至最大值，然后减小负向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L ≥S S， 采取首先增大侧帮钻架提升机构负向进给油缸位移的策略，若负向油缸可增大的最大有效位移不小于H L -H S ，则增大负向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L ≥S S， 采取首先增大侧帮钻架提升机构负向进给油缸位移的策略，若负向油缸可增大的最大有效位移小于H L -H S ，则增大负向油缸位移至最大值，然后减小正向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L S S， 采取首先减小侧帮钻架提升机构正向进给油缸位移的策略，若正向油缸可减小的最大有效位移不小于H L -H S ，则减小正向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L H S ，S L S S， 采取首先减小侧帮钻架提升机构正向进给油缸位移的策略，若正向油缸可减小的最大有效位移小于H L -H S ，则减小正向油缸位移至0，然后增大负向油缸位移，直至侧帮钻架提升机构高度达到目标值H S ； H L =H S ，侧帮钻架提升机构负向油缸、正向油缸保持当前状态不变，侧帮钻架提升机构按最优化路径自动定位至设定高度，标识任务已完成状态，为启动下一次自动定位任务做准备。

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