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龙图腾网恭喜北京龙软科技股份有限公司申请的专利悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法和系统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：CN114739394B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30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：202210232986.X，技术领域涉及：G01C21/16；该发明授权悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法和系统是由毛善君;李鑫超;陈华州;宋春久;朱义宏设计研发完成，并于2022-03-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法和系统在说明书摘要公布了：本发明提供一种悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法和系统，涉及煤矿智能开采技术领域，包括：设置掘进巷道设计方位、倾角、断面参数，全自动陀螺全站仪自动找平、寻北，后视搜索巷道导线点棱镜，计算设站点大地坐标，前视搜索并跟踪测量机架棱镜大地坐标，基于升降和回转油缸位移值及掘进机物理尺寸实时计算炮头大地坐标，结合掘进巷道设计方位、倾角、断面参数和截割工艺控制掘进机的升降和回转油缸动作，使掘进机按设定参数和工艺流程定位截割，并能对位置和航向动态纠偏。本发明实时计算截割头的绝对大地坐标和截割断面坐标系下的相对坐标，保证了绝对和相对坐标的统一，可动态修正和补偿悬臂式掘进机工作过程中机身姿态变化导致的误差。

本发明授权悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法和系统在权利要求书中公布了：1.一种悬臂式掘进机自动导航和定位截割的方法，其特征在于，所述方法包括：全自动陀螺全站仪自动找平和寻北，后视搜索并获取控制点棱镜的三维大地坐标；所述全自动陀螺全站仪根据所述控制点棱镜的三维大地坐标，和所述全自动陀螺全站仪到所述控制点棱镜的倾角、斜距，计算得到所述全自动陀螺全站仪的三维大地坐标，其中，所述全自动陀螺全站仪的三维大地坐标为所述全自动陀螺全站仪设站点的三维大地坐标；所述全自动陀螺全站仪根据自身的三维大地坐标，以及掘进巷道设计方位和倾角，前视搜索并跟踪机架棱镜，实时测量得到所述机架棱镜的三维大地坐标，并将所述机架棱镜的三维大地坐标发送给工控机；所述工控机根据所述机架棱镜的三维大地坐标，以及所述悬臂式掘进机的参数、第一位移值、第二位移值，运算得到所述悬臂式掘进机的截割头的三维大地坐标，所述第一位移值为回转油缸位移传感器测量得到的值，所述第二位移值为升降油缸位移传感器测量得到的值；所述工控机基于所述悬臂式掘进机的截割头的三维大地坐标，结合掘进巷道设计方位、倾角、断面参数和截割工艺控制所述悬臂式掘进机的升降油缸、回转油缸动作，使所述悬臂式掘进机按设定参数和工艺流程定位截割，并对所述悬臂式掘进机的位置和航向进行动态纠偏；所述悬臂式掘进机的参数包括：定义回转油缸的零位移长度值Lh0、回转油缸的水平转动中心点O、回转油缸与机架的铰接点P、回转油缸与回转臂的铰接点Q、在同一直线上悬臂式掘进机的机架纵向中轴线为AOB、截割臂的纵向中轴线OT、铰接点P至水平转动中心点O的固定长度值Lpo、铰接点Q至水平转动中心点O的固定长度值Lqo、固定角度值：∠QOT、∠AOP；所述升降油缸位移传感器与所述工控机交互，用于测量升降油缸的位移值；所述回转油缸位移传感器与所述工控机交互，用于测量回转油缸的位移值；其中，所述工控机根据所述机架棱镜的三维大地坐标，以及所述悬臂式掘进机的参数、第一位移值、第二位移值，计算得到所述悬臂式掘进机的截割头的三维大地坐标，包括：所述工控机根据所述第一位移值、所述回转油缸的零位移长度值Lh0，运算得到铰接点P至铰接点Q的长度值Lpq＝Lh0+Sh，其中，Sh即所述第一位移值；因三角形POQ的三边长度已知，所述工控机根据所述铰接点P至水平转动中心点O的固定长度值Lpo、所述铰接点Q至水平转动中心点O的固定长度值Lqo、所述铰接点P至铰接点Q的长度值Lpq，并结合余弦定理得到： 则有：∠BOQ＝180-∠POQ-∠AOP，进而得到所述悬臂式掘进机的水平回转角度Ah＝∠BOQ-∠QOT，Ah即∠BOT；所述悬臂式掘进机的参数包括：定义升降油缸的零位移长度值Lv0、升降油缸的垂直转动中心点O、升降油缸与机架的铰接点M、升降油缸与截割臂的铰接点N、固定角度值：∠MOP、∠ONY、铰接点M至垂直转动中心点O的固定长度值Lmo、铰接点N至垂直转动中心点O的固定长度值Lno、截割臂ON水平时固定角度值∠MOP；则所述工控机根据所述第二位移值、所述升降油缸的零位移长度值Lv0，运算得到铰接点M至铰接点N的长度值Lmn＝Lv0+Sv，其中，Sv即所述第二位移值；因三角形MON的三边长度已知，所述工控机根据铰接点M至垂直转动中心点O的固定长度值Lmo、铰接点N至垂直转动中心点O的固定长度值Lno、所述铰接点M至铰接点N的长度值Lmn，并结合余弦定理得到： 则得到所述悬臂式掘进机的垂直升降角度Av＝∠MON-∠MOP，Av即∠PON；所述工控机根据所述水平回转角度、所述垂直升降角度、所述悬臂式掘进机的参数、所述机架棱镜的三维大地坐标，运算得到所述截割头的三维大地坐标。

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