充填液压支架三维场景监测系统设计.pdf

工矿自动化 Indus t ryand MineAut o mat io n Vo l46No 8 Aug72020 第46卷第8期 2020年8月 文章编号1671 251X202008 0082 07DOI10. 13272/j. issn. 1671251x . 2020030005 充填液压支架三维场景监测系统设计 赵昊12 史艳楠12 张冲冲12 1.河北工程大学 机械与装备工程学院，河北邯郸 056038； 2.河北省 生态保护开采产业技术研究院，河北 056038 扫码移动阅读 摘要目前充填工作面设备监测系统采用以二维监测为主的传统监测方式，随着充填液压支架在井下的 应用逐渐增多，充填液压支架的各部件运动和群支架协同运动的准确性对井下充填采煤效率影响很大，而 二维平面运动已无法描述充填液压支架的复杂动作，需要将监测界面上升到三维空间，从不同位置、不同角 度监测充填液压支架的工作状况，提高矿井安全系数％针对上述问题，采用三维引擎技术，设计了 一种充填 液压支架三维场景监测系统，该系统主要由三维虚拟仿真软件、数据采集模块及数据通信模块组成％三维虚 拟仿真软件基于Unit y3d,用于建立系统监测界面，通过计算机显示充填液压支架的顶板压力值、各销轴之 间的角度偏移量及液压缸的位移量等监测数据的动态变化，实现对充填液压支架的三维实时监测。系统监 测界面可分为实体场景监测界面和数据监测界面2个部分实体场景监测界面采用3ds Mbx建模软件建立 充填工作面设备三维实体模型及三维场景模型，并对三维模型进行优化和渲染处理，实现与实际充填工作面 空间动作完全一致的场景驱动；数据监测界面通过数据采集模块采集、分析与处理充填工作面的工作状态信 息，通过数据通信模块将信息传输到三维虚拟仿真软件，实现监测数据与软件相匹配。实际应用效果验证了 该系统的有效性％ 关键词充填开采；充填液压支架；三维虚拟场景；三维引擎技术；实体建模；二维纹理贴图 中图分类号TD355/679 文献标志码A Designo ft hree-dimens io nals c enemo nit o ringsyst emfo rfilinghydraulic suppo rt ZHAO Hao12 , SHI Yannan12, ZHANG Cho ngc ho ng12 1. Sc ho o l o f Mec hanic al and Equipment Engineering, Hebei Universit y o f Engineering, Handan 056038, China; 2. Hebei Co al Ec o lo gic al Pro t ec t io n Mining Indust ry Tec hno lo gy Researc h Inst it ut e, Handan 056038, China Abst rac t At present , t he equipment mo nit o ring syst em o f filling wo rking fac e mainly ado pt s t radit io nal mo nit o ring met ho d based o n t wo -dimensio nal mo nit o ring,wit h undergro und applic at io n o X filling hydraulic suppo rt inc reases gradually, t he ac c urac y o f mo vement o f t he part s o f filling hydraulic suppo rt a nd gro up suppo rt c o o perat ive mo vement ha sa great influenc e o n undergro undfiling mining efic ienc y.Ho wever,t het wo -dimensio na lplana r mo t io n is unable t o desc ribe c o mplex it y o ft hefiling hydraulic suppo rt ac t io n, and needs t o upgrade mo nit o r int erfac e t o t hree-dimensio nal spac e, and mo nit o r wo rkingc o ndit io n o ffiling hydraulic suppo rt fro m t he perspec t ive o f di ferent lo c at io ns and di ferent angles, so as t o impro ve mine safet y c o efic ient . Fo r t he abo ve pro blems,at hree-dimensio na lsc ene 收稿日期收稿日期2020-03-03；修回日期修回日期 2020-07-26；责任编辑张强责任编辑张强。 基金项目基金项目河北省高等学校科学技术研究项目QN2019214；可北省重点研发计划项目19275507D。 作者简介作者简介赵昊1994 ，男，，男，宁夏石嘴山人，硕士研究生，研究方向为秆石固体充填监测系统，E-mail 634623963 qq. c o m。通信作者 史艳楠1988 ,男，河南焦作人，讲师，硕士研究生导师，博士，研究方向为虚拟现实技术,E-mailshiync hn 163. c o m。 引用格式引用格式赵昊，史艳楠，张冲冲充填液压支架三维场景监测系统设计工矿自动化2020,46828 8 ZHAO HaoSHI YannanZHANG Cho ngc ho ng7Designo ft hree-dimensio nalsc ene mo nit o ring syst em fo r filing hydraulic suppo rt Indust ry and Mine Aut o mat io n,2020,468 82-88. 2020 8 赵昊等充填液压支架三维场景监测系统设计 83 mo nio ring sysem fo r filing hydraulic suppo r was designed by using hree-dimensio nal engine t ec hno lo gy. The syst em is mainly c o mpo sed o f t hree-dimensio nal virt ual simulat io n so ft ware, dat a ac quisit io n mo dule and dat a c o mmunic at io n mo dule. Based o n Unit y3d, t he t hree-dimensio nal virt ual simulat io n so ft ware is used t o est ablish t he syst em mo nit o ring int erfac e. The c o mput er displays t he dynamic c hangeso fmo nio ringdaasuc hasro o fpressurueso fhefilinghydraulic suppo r,heangle o ffset bet ween eac h pin shaft and t he displac ement o f t he hydraulic c ylinder, so as t o realize t he t hree- dimensio nalreal-ime mo nio ring o fhefiling hydraulic suppo r.Sysem mo nio ringinerfac ec an be dividedino wo parso feniysc ene mo nio ringinerfac eand daa mo nio ringinerfac eeniysc ene mo n it o ring int erfac e uses 3ds Max mo deling so ft ware t o est ablish t hree-dimensio nal ent it y mo del and t hree- dimensio nal sc ene mo del o f filling mining equipment , and t o o p t i mize pro c essing and rendering o f t he t hree- dimensio nal mo del, so as t o ac hieve sc ene-driven c o nsis t ent wi t h t he ac t ual wo rking spac e o n filling wo rking fac e; t he dat a mo nit o ring int erfac e c o llec t s, analyzes and pro c esses t he wo rking st at e info rmat io n o f t he filing wo rking fac e t hro ugh t he dat a ac quisit io n mo dule, and t ransmit s t he info rmat io n t o t he t hree- dimensio nal vir t ual simulat i o n so ft ware t hro ugh t he da t a c o mmunic at io n mo dule t o realize t he ma t c hing be t ween t he mo nit o ring dat a and t he so ft ware. The effec t i veness o f t he sys t em is verified by prac t i c al applic aio n. Key words filling mining ; filling hydraulic suppo r t ; t hree-dimensio nal vir t ual sc ene ; t hree-dimensio nal engine t ec hno lo gy; ent i t y mo deling ; t wo -dimensio nal t ex t ure mapping 0引言引言 充填开采是一种主动保护生态环境的采煤方 法,对保护水资源、消灭煤矿废弃物、保障煤矿安全 生产发挥着积极作用。充填采煤工艺不仅要求采煤 与充填同步进行，而且需要群充填液压支架协同工 作。针对充填开采技术的特殊性，对设备运行质量 与空间姿态进行实时监测是保障充填采煤效率的前 提。充填液压支架是充填开采技术实施过程中保护 人身、设备安全和保证充填效率的核心设备,其正常 工作与否对煤矿安全生产有着直接影响。因此，如 何直观、可靠、实时地对充填设备的工作状况进行监 测是保障充填开采效率的一项重要研究课题。 目前,国内外学者对煤矿充填设备的安全监测 进行了大量研究「T。文献［4］对组网技术进行改 进，通过Mo dbus协议和iFIX软件搭建了井下工作 面监测系统，系统运行可靠、实时性强，并且能够实 现远距离通信文献［5］设计了液压支架空间姿态 的虚拟监测系统，实现了虚拟同步和实时在线监控 功能。文献［6］将远程监控方法与液压支架的安全 监测相结合，实现对其工作参数、运行质量以及事故 信息的远程监控。文献［7］基于ZigBee无线传感网 技术， 设计 一种 压支 压 ， 通过无线 ， ， 采用日报表的形式对井下液压支架的前柱、后柱和 前梁的压力值进行显示，运行性能较稳定，对煤矿安 全隐患的消除效果显著。由上述文献可知，井下液 压支架的监测技术取得了很大进步，但仍然采用以 二维监测为主的传统监测方式，通过特定二维画面 与单一监测数据来描述设备的单一动作特征，监测 界面无法实现立体化，不能够形象地表现出设备实 际的空间位置，存在可靠性低、直观性差、监测维数 低、监测方法单一的问题，已无法满足目前充填开采 作业需求，尤其是针对充填液压支架的监测系统研 究还较少。随着充填开采技术的不断发展、充填工 艺的不断完善，充填液压支架在井下的应用比重逐 渐增大，充填液压支架的各部件运动和群支架协同 运动的准确性对井下充填采煤效率影响很大，而 二维平面运动已无法描述充填液压支架的复杂动 作，需要将监测界面上升到三维空间，从不同位置、 不同角度监测充填液压支架的工作状况，从而提高 矿井安全系数。 针对以上问题，为进一步提高充填采煤的工作 效率，本文设计了一种充填液压支架三维监测系统, 将三维引擎技术与数据监测技术相结合，实现了数 据向三维虚拟状态的转换，可准确直观地监控充填 采 工作 运 状 及 ， 充填工作 工作状况， 充填工作 设 备的运行质量，解决了部件干涉问题,为今后充填开 采的自动化发展奠定了基础。 1监测系统总体设计监测系统总体设计 充填液压支架三维场景监测系统主要由三维虚 拟仿真软件、数据采集模块和数据通信模块构成，如 ・84・工矿自动化46 图1所示 数据采集模块 图1充填液压支架三维场景监测系统总体结构 Fig.1 Overalst ruc t ureo ft hree-dimensio nalsc ene mo nit o ring syst em fo r filling hydraulic suppo rt 三维虚拟仿真软件基于Unit y3d,用于建立系 统监测界面，通过计算机显示充填液压支架的顶板 压力值、各销轴之间的角度偏移量及液压缸的位移 量等监测数据的动态变化，实现对充填液压支架的 三维实时监测。数据采集模块以STM32F107为控 制核心，利用传感器采集数据,并对传感器采集的数 据进行处理。数据通信模块用于实现数据采集模块 和三维虚拟仿真软件之间的通信，采用RS232通信 协议，将数据采集模块中的监测数据传输给三维虚 拟监测软件,通过界面显示监测数据的变化情况，以 判断充填液压支架的工作状况。 仿真软 ， 通过 动 示和 动情 况，将井下工作环境完整地显示到监测系统中，操作 人员通过监测界面能够实时掌握井下设备的工作状 况，当充填液压支架的某一个监测数值超出预期值 时,操作人员能够及时做出相应处理。充填液压支 架三维场景监测系统构建流程如图2所示。井上监 测界面可分为实体场景监测界面和数据监测界面 2个部分。实体场景监测界面采用3ds Max建模软 件建立充填工作面设备三维实体模型及三维场景模 型，并对三维模型进行优化处理和渲染处理，实现与 实际充填工作面空间动作完全一致的场景驱动。数 据监测界面通过数据采集模块采集、分析与处理充 填工作面的工作状态信息，通过数据通信模块将信 息传输到三维虚拟监测软件，实现监测数据与软件 相匹配。 数据釆集 数据传输 数据传输 |监测数据|T初始数据t实时数据耳数据通信| |模型建立|T模型渲染虚拟仿真耳监测系统| 3 ds Max 3 ds Max Unit y 3d 图2充填液压支架三维场景监测系统构建流程 Fig.2 Co nst ruc t io npro c esso Xt hree-dimensio nalsc ene mo nit o rings yst emXo r ilinghydraulic suppo rt 2 系统硬件设计硬件设计 2. 1 数据采集模块 数据采集模块负责采集充填液压支架的压力 值、位移量、角度偏移量等工作参数，硬件主要由传 感器接口、光耦隔离模块及串口通信模块等组成，如 图3所示。采用STM32F107作为控制核心, STM32F107具有运行稳定、端口丰富、功耗低、可 靠性高等优点，可以实现串口通信、网络通信、无线 通信、远程操控等功能。传感器接口处连有压力传 感器、行程传感器、位移传感器、角度传感器及红外 传感器等。光耦隔离模块用于防止多个模拟信号的 输入相互干扰和减小数据失真。通过串口通信实现 数据采集模块与三维虚拟仿真软件的连接。 图3数据采集模块硬件结构 Fig. 3 Hardware st ruc t ure o f dat a ac quisit io n mo dule 2.2 传感器布置 针对三维场景监测系统所需要的监测数据，在 充填 压支 感 采 压 、 度值及位移量等数据信号。充填液压支架传感器布 置如图4所示。 压力传感器 行程传感器 图4充填液压支架传感器布置 Fig.4 Senso rsarrangement o XXilinghydraulic suppo rt s 在充填液压支架支护过程中，在顶梁、掩护梁、 护帮板处布置压力传感器，采集液压支架的压力值, 用于判断顶板的支护状态。在顶梁、掩护梁、前连 杆、后连杆、底座处布置角度传感器，用于检测各销 轴的倾角大小、部件之间的相对位置关系，防止发生 碰撞。在护帮板和伸缩梁处布置接近传感器，用于 判断伸缩到位后护帮板和伸缩梁的位置关系，防止 发生碰撞。在推移油缸处布置行程传感器，用于判 断支架推移状态。在充填液压支架与采煤机之间布 置红外传感器，用于确定各支架动作和采煤机位置o 2020 8 赵昊等充填液压支架三维场景监测系统设计 ・85・ 充填液压支架充填过程中，将压 感器安 装在充填液压支 缸上，用于检测推压密 ，通过支架控制器设置压 ，以保证充填效 - 程传感 千斤顶上，用于检测 推压 机构的最大推移行程，保证充填机构的正 常工作。 感 千斤顶和后顶梁 上，用于检测推压 机构空间姿态及其与后顶梁 之 关系，防止推压 机构与支架后 梁和在后梁上 机发生 「8-。 2. 3 数据通信模块 通信模块负责 采 块 后； 通过 线 到 仿真软件，以 型 。首先，传感 支架进 采集，并通过 线 发送到数 采 块；然后，通过 隔离模块进行分析处 ;最后， 过 通信模块发送至 三维虚拟仿真软件中，根据RS232通信协议进行解 析， 结 到 型，实现充填液压支架 的动态响应。 仿真软件与STM32F107控制板的数 据通信通过Un i t y3d软件中的Sys t em. IO. Po rt s函 首先， 始化，并在Serial Po rt通 道中设置与STM32F107控制板一致的各种串口参 数，在Rec eive Dat a通道中，使用Rea d函数来读取 控制板发出 ，以 始 读取 1 信息，并且 Deal Dat a对 进 合与 ；然后， 仿真软件中 Deal Da t a函数，并且执行场景 、状 J 、危险告警等 动作；最后，在退出 ，运用 Clo se 关 ，防止再 机时出 无 法正常 错误，从而 常运行。 3系统软件设计软件设计 3. 1 三维模型的建立与优化 工作环境较为复杂，充填开采工艺流程需 要通过一套完 保 定性。将充 填液压支 工作环境形象、直观 中，操作人员通过井上主控计算机就可掌 设备 信息和工作状况。本文采 体 建 形 工作环境，将实体模型分为 充填设备模块和 场景模块2个部分。其中充填 设备模块主要包括充填液压支架（组）、采煤机、刮板 机等，三维场景模块主要包括 与 匚。 本文 3ds Max建模软 2个部分建立 型 充填设备模型的建立采用最常 基本建模方 法,包括基础建模、几彳建模、多边形建模、面片建模 等，对充填设备各部 进行建模，并 合成 体充填工作 型「11-。模型建立后，还需要对建 立好 型以位图贴图 覆盖在充填工作 体 ，即采用二 片映射到 体 f 述模型 节， 型 更 J 真实感,2-- 结构较为规则，并且 着特定轨迹 线延伸，根 一特点，采 形建模技术⑼对 进行建模，根 结构确定模型的轨迹 线和轮廓线，将截面图形引入到轨迹线中，并沿轨迹 线 ，最终形成 型 建 得较为简单， 节较为逼真 型的建立采 射技术,0-， 射到充填工作 型中， 壁的 更贴合实际。 中的模型复杂、数量较多，为了 运 流 与 ，需要尽量减 型中 ，所以，模型应尽量减少布尔 操作命令 ，避免运算错误。 型建完之 后需 进 ， 需 充填 压支 、采 煤机、 机等“三机”连接处进 型 ，删 不 和重 ，防止面与面之 涉， 流 。还需要 型整体进 ，二 图是关键所在， 型 更加平 ，并且 更 立体感「13-。充填工作面 型如图5所示。 图5充填工作面的三维模型 Fig.5 Three-dimensio nal mo del o f fil ing wo rking fac e 3. 2 三维虚拟仿真软件的功能实现 引擎技术 动作的一种抽象 I, 通过 等 体动作进 ，达到实 际动作与 步的目的。 引擎技术 于一般平面技术,具有功 块化、 动性和精 等优点。本文将3ds Max中 型文件导 出为.FBX格式，然后导入Unit y3d软 环 境中 场景进行二次开发「14-。充填液压支架 充填采煤过程中 设备，才 通液压支 ，充填液压支 座 推压 机构，卜 充填开采中主要负责 体支护与充填作业 2 动作。因此，充填液压支 常、稳定运 - -86 - - 工矿自动化 46 行是保证充填采煤安全的关键。本文以ZC6000/ 18/38型充填液压支架为研究对象，根据实际充填 液压支架技术参数要求，通过C程序实现充填采 煤动作，包括推压密实机构的旋转运动、护帮板升降 运动及充填液压支架的升降、移架、落料等动作，从 而达到监测数据与虚拟模型联动的目的。首先，在 Unit y3d软件中依次对充填液压支架相关零部件创 建父子关系；然后，在Hiera rc hy视图中赋予物体之 间的层级关系；最后，建立C脚本，并以底座为基 准建立实体对象，将整个系统部件相互关联，完成充 填液压支架相应动作。 3. 2. 1推压密实机构旋转动作实现 座作为 运动过程 基 部 ， 根 ZZC8800/20/38型充填液压支架的技术要求，对连 接处的角度进行设置。在保证充填液压支架底座与 其他所有部件的相对空间位置不变的情况下，通过 Unit y3d中特有的局部坐标系对充填液压支架的空 间运动展开分析。推压密实机构的运动状态可通过 lo c alPo sit io n 进 程 ， 程 中 Quat ernio n四元数命令来控制油缸的旋转角度，其 中,Quat ernio n函数的旋转角度a的具体数值根据 实际角度传感器采集的角度信息进行确定，从而实 现推压密实机构的充填与旋转动作，实现代码如下 public Transfo rm Di Zuo； public Transfo rm Tiao Gao Yo u Gang； public Trans fo rm TuiYa MiShiJiGo uShenChang； DiZuo Lian Ganga me Objec t 7t ransfo rm7Get Child 2. t ransfo rm； Tiao Gao Yo u GangDi Zuo Lian Gan t ransfo rm7Get Child0 t ransfo rm； TuiYa MiShiJi Go u7lo c al Po sit io nnew Vec t o r3 2 0f，4 0f-TuiYa MiShiJiGo uCha ng，0f； Quat ernio n id yj zkdQ ， ，*， ，x， ，q； ； Q c o s a/2 i sin a/2 j ysin a/2 k xsina/2 其中 ,j,k为3个坐标轴，i为横向位移，j为 纵向位移，k为竖向位移;x,y,z为3个轴的旋转 量；Q为推压密实机构的横向偏移量；Q为函数 Quat enio n的角度旋转量。 3.2.2护帮板升降运动实现 护帮板的升降以销轴的旋转形式来控制，可通 过lo c al Ro t a t io n函数实现 Hu Bang Ban. lo c al Ro t at io n new Quat ernio n0，0， Mat hf. Sin Hu Bang Ban Jiao Du Mat hf. PI / 360 ， ， Mat hf. Co s Hu Bang Ban Jiao Du Mat hf. PI / 360； ； Quat ernio n 0 yj zV q ， ，y， ，z， ，q； ； Q c o s a/2 i sin a/2 j ysin a/2 k zsina/2 3.2.3升柱、降柱、夯实、移架、落料等直线动作的 实现 在整个充填采煤过程中，充填液压支架的动作 主要由支架的升降、移架、落料过程和推压密实机构 的夯实过程4个部分组成，可通过有限状态机 Finit e St at e Mac hine，，FSM 进行 C 程序编 写［15］， ，将充填采煤过程划分成多个状态，这些状态 可以在耦合度很低的状态下切换，以满足充填过程 的实际动作要求。在状态切换模式中，通过循环语 采 机 及移 、 、 料、 、 充填等 几个不同的空间状态的切换。根据ZZC8800/20/ 38型充填液压支架技术参数［ ［16］，］，设推移伸长量为 182 mm,循环进尺为 72 mm,推压密实机构的夯 实角范围为22〜42。，建立C程序，具体代码如下 privat e FSM fsm_new FSM； ； public View_view null ； public enum St at eTypebyt e RiseDec lineBlankFilingAdvanc e { IfTui Ya Mi Shi Ji Go u Shen Chang182 循环语句 TuiYa MiShiJiGo uShenCha ng 8 72 3 TuiYa MiShiJiGo ulo c a lRo t at io nnew Quat ernio n 0， 0， Mat hf7Sin22-42 Mat hf7PI / 360， Mat hf7 Co s22-42 Mat hf7PI/360 vo idEnt erSt at e vo idSt at eUpdat eflo at delt aTime vo idSt at eLat eUpdat eflo at delt aTime 3.2.4充填液压支架三维场景实现 充填液压支架三维场景可分为三维景象和三维 空间运动2个部分。。从充填工作面现场实际工作状 况出发，通过分布在场景不同位置的特定相机对不 同方位、不同地点的充填液压支架的空间姿态进行 实时监测，从而实现整个工作面三维景象设定。 。 三维空间运动是群充填液压支架完成的升柱、护帮 板支护、落料、降柱、充填、移架等充填采煤动作的总 称。通过Unit y3d软件的相互感应技术避免群充填 液压支架动作不一致的问题。在移架过程中， ， 后一架充填液压支架需感知前一架充填液压支架是 否移架完成，若完成再开始下一支架动作，保证充填 液压支架在充填采煤过程中的运行质量。。部分代码 如 If ZhiJiaWeiZhi-c mj. t ransfo rm. po sit io n * 2 Dzj j j GameObjec t 7Find Nex t ID YyzzID 7Get Co mpo nent YyzzFMS〉. St at e 5 jjZhijia false {St at e2；ZhiJia t rue； 3 其中Dj为有限状态机的动作模式个数。 3.2.5三维场景切换与数据监测功能实现 三维场景切换是监测系统的重要功能，为了增 2020 8 赵昊等充填液压支架三维场景监测系统设计・87・ 强系统的直观性与可靠性，需要对不同场景中充填 压支 运行状况进 。在充填工作 特 定 设 机，通过C脚本对不 机进 ] ，实现特定场景 功能。 ，传感器采 I 通过 通信模块 储存在Unit y3d软件 本 中，通过 示在堺 , 与 软 步。部分代码 如下 Vo id OnGUIO KGUI. But t o narea，“场景切换” ifGUI. But t o nOrea, “全场景“ Camera1. playO ； ifGUI . But t o narea，“内部场景” Camera2 play ； if GUI . But t o narea，“设备场景” Camera3 play ； if GUI . But t o narea，“压力值” privat e Sqlit eDat al Reader dbReader ； if GUI . But t o narea，“位移” privat e Sqlit eDat a2Reader dbReader； if GUI . But t o narea，“角度” privat e Sqlit eDat a3Reader dbReader； 4系统应用效果系统应用效果 为了验证充填液压支架三维场景监测系统的可 靠性, 到河北冀中 邢东矿。 邢东 矿 大多埋 ，考虑到 势复杂、迁 移 、迁移周期较长 及 采理念 和 采 需求，邢东矿区采 充填开 采 。实体场景 以 体模型 矿中 充填设备和工作场景，将传感器布 充填液压支 上进 采集，通 过 充填 压支 情况。 如图6所示。 图6系统监测效果 Fig 6 Syst em mo nit o ringefec t 图6展现了充填工作 关键设备和采煤场 景，系统运行过程与 步显示 上，用户可以查询历史数据、参数设置，还可以进行 场景 、状 、告 录等操作。 通 过3个控制 控制充填液压支 不 出 压 、液压缸位移量及各销轴之 J 偏移量，并且绘制出 折线图。在充填液 压支 、移架过程中数值也会发生 ，通过 相机可以对充填液压支 不 进 ，并 根据图形 势及设定 断充填液 压支 支护状况。通过 观测充 填工作面设备 姿态， 充填过程和支 护动作。 ，用户点击“参数设置 到 充填 压支 GUI 示 ， 直观 观 体 ，判断 险程度，及时做 出相应的处理。 充填开采过程中，对支护信息进行监测 也是一个重要环节， 与 场景相结合，能够 满足充填开采需求。邢东矿充填液压支 与 GUI 示如图7 所示， 通过场景 功 以从不 、不 工作面内各设 备 姿态和运行状况， 立体 [测。 ，GUI 充填 压支 支护状况信息进 示。对于出 险信息, 及 出解 案，保证充填采煤过程 和稳定性。 图7三维监测效果与GUI界面显示 Fig 7 Three-dimens io nalmo nit o ringefec t and GUIint erfac edisplay 5结论结论 1根据充填液压支架实际工作需求，利用 三维引擎技术设计了充填液压支 场景 I系 统。 感器进 采集，通过 STM32F107控制板进 接收与 通信，采 用Unit y3d 仿真软 进 发，将 与 仿真软 结合，了 工作场景与 动作 步，保 确性，角 单一、改果 不佳以及 低等 。 2 充填 压支 场景 时动 、场景 、参数设置、告 录等功能, 充填液压支架工作场景、运行状况、工作 f f ・88・ 工矿自动化 46 显示在系统界面上，全方面描述支架充填采煤过程 的复杂动作特征，具有较好的真实感，对提高矿井安 全系数、降低事故发生率、保证充填设备运行稳定性 有着重要作用。 参考文献References [1 - VENKATA RMS, SUDHAKAR L. 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