礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置制造方法及圖紙

礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置，涉及一種礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置，本實(shí)用新型專利技術(shù)為解決現(xiàn)有單一的慣性導(dǎo)航精度低的問題。本實(shí)用新型專利技術(shù)包括磁傳感器模塊、放大器模塊、ZigBee芯片和A/D采樣模塊；磁傳感器模塊包括磁傳感器A1，采用三軸弱磁磁場傳感器HMC1043實(shí)現(xiàn)，測量地磁場的X、Y、Z軸分量，放大器模塊包括儀表放大器A2、儀表放大器A3和儀表放大器A4，采用儀表放大器AD8221，ZigBee芯片采用CC2530，A/D采樣模塊包括A/D采樣芯片B1，采用十六位A/D轉(zhuǎn)換器AD7706實(shí)現(xiàn)，包括三個(gè)準(zhǔn)差分輸入通道，分別輸入X、Y、Z三軸的地磁信號(hào)。本實(shí)用新型專利技術(shù)用于隧道及礦井地下巷道施工。

Magnetic assistant detecting device for navigation of mine boring machine

The utility model relates to a magnetic assistant detecting device for navigation of a mine boring machine, relating to a navigation magnetic assistant detecting device for a mine boring machine. The utility model comprises a magnetic sensor module, amplifier module, ZigBee chip and A/D sampling module; magnetic sensor module includes a magnetic sensor A1, using three axis magnetic sensor to measure the magnetic field of HMC1043, X, Y, Z component, amplifier module including instrumentation amplifier A2, instrumentation amplifier A3 and A4 instrumentation amplifier. The instrument amplifier AD8221, ZigBee chip CC2530, A/D sampling module includes A/D sampling chip B1, using sixteen bit A/D converter AD7706, including three quasi differential input channels, respectively, X, Y, Z input three axis geomagnetic signal. The utility model is used for underground tunnel construction of tunnels and mines.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置
本技術(shù)涉及一種礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置。
技術(shù)介紹
掘進(jìn)機(jī)是隧道及礦井地下巷道施工的重型機(jī)械，將慣性導(dǎo)航技術(shù)/信息技術(shù)和控制理論等應(yīng)用于掘進(jìn)機(jī)，提高掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)化程度，可以降低礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)的效率和精度。在掘進(jìn)機(jī)行走和掘進(jìn)過程中，實(shí)時(shí)獲得掘進(jìn)機(jī)的位置和姿態(tài)信息具有重要意義。導(dǎo)航方式很多，由于掘進(jìn)機(jī)用于隧道或礦井巷道掘進(jìn)時(shí)，環(huán)境惡劣，且無法接收到GPS信號(hào)，限制條件較多。而慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采用加速度計(jì)和陀螺儀分別測量掘進(jìn)機(jī)的比力和角速度，即可解算出掘進(jìn)機(jī)的位置、速度、姿態(tài)信息。慣性導(dǎo)航具有自主性、隱蔽性等特點(diǎn)，但慣性器件通過積分輸出姿態(tài)角，誤差隨時(shí)間增長而積累，故單一的慣性導(dǎo)航精度難以達(dá)到要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)目的是為了解決現(xiàn)有單一的慣性導(dǎo)航精度低的問題，提供了一種礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置。本技術(shù)所述礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置，該檢測裝置包括磁傳感器模塊、放大器模塊、ZigBee芯片和A/D采樣模塊；磁傳感器模塊包括磁傳感器A1，放大器模塊包括儀表放大器A2、儀表放大器A3和儀表放大器A4，ZigBee芯片采用CC2530，A/D采樣模塊包括A/D采樣芯片B1；磁傳感器A1的OUT-Y端口連接儀表放大器A4的-IN端口，磁傳感器A1的VSS端口接GND，磁傳感器A1的OUT+X端口連接儀表放大器A3的+IN端口，磁傳感器A1的SR+端口連接電容C2的一端，電容C2的另一端同時(shí)連接PMOS管Q2的源極和NMOS管Q3的漏極，NMOS管Q3的源極同時(shí)接GND和NPN三極管Q1的發(fā)射極，NMOS管Q3的柵極連接ZigBee芯片的P2_0端口，NPN三極管Q1的基極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接ZigBee芯片的P2_1端口，NPN三極管Q1的集電極同時(shí)連接電阻R2的一端和PMOS管Q2的柵極，PMOS管Q2的漏極連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端同時(shí)連接電阻R2的另一端、電容C1的一端和+3.3V電源，電容C1的另一端接GND，磁傳感器A1的OUT+Y端口連接儀表放大器A4的+IN端口，磁傳感器A1的OUT-Z端口連接儀表放大器A2的-IN端口，磁傳感器A1的OUT+Z端口連接儀表放大器A2的+IN端口，磁傳感器A1的VB端口接+3.3V電源，磁傳感器A1的OUT-X端口連接儀表放大器A3的-IN端口；儀表放大器A2的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R4，儀表放大器A2的-VS端口同時(shí)連接電池BT1的負(fù)極、電容C3的一端和GND，儀表放大器A2的REF端口連接電池BT1的正極，儀表放大器A2的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN1端口，儀表放大器A2的+VS端口同時(shí)連接電容C3的另一端和VDD，儀表放大器A3的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R5，儀表放大器A3的-VS端口同時(shí)連接電池BT2的負(fù)極、電容C4的一端和GND，儀表放大器A3的REF端口連接電池BT2的正極，儀表放大器A3的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN2端口，儀表放大器A3的+VS端口同時(shí)連接電容C4的另一端和VDD，儀表放大器A4的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R6，儀表放大器A4的-VS端口同時(shí)連接電容C5的一端和GND，儀表放大器A4的REF端口連接+2.5V電源，儀表放大器A4的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN3端口，儀表放大器A4的+VS端口同時(shí)連接電容C5的另一端和VDD；A/D采樣芯片B1的SCLK端口連接ZigBee芯片的P1_1端口，A/D采樣芯片B1的MCLKI端口同時(shí)連接電容C6的一端和晶振XTAL2的一端，A/D采樣芯片B1的MCLKO端口同時(shí)連接電容C7的一端和晶振XTAL2的另一端，接電容C6的另一端連接電容C7的另一端，A/D采樣芯片B1的端口接GND，A/D采樣芯片B1的COMMON端口接GND，A/D采樣芯片B1的REF+端口接+2.5V電源，A/D采樣芯片B1的REF-端口接VDD，A/D采樣芯片B1的端口連接ZigBee芯片的P1_2端口，A/D采樣芯片B1的DOUT端口連接ZigBee芯片的P1_3端口，A/D采樣芯片B1的DIN端口連接ZigBee芯片的P1_4端口，A/D采樣芯片B1的VDD端口接VDD，A/D采樣芯片B1的GND端口同時(shí)連接電容C8的一端、ZigBee芯片的1號(hào)管腳、2號(hào)管腳、3號(hào)管腳、4號(hào)管腳和GND，電容C8的另一端連接ZigBee芯片的DCOUPL端口；ZigBee芯片的DVDD端口接+3.3V電源，ZigBee芯片的AVDD1端口、AVDD2端口、AVDD3端口、AVDD4端口和AVDD5端口同時(shí)接+3.3V電源，ZigBee芯片的XOCO_Q1端口同時(shí)連接電容C13的一端和晶振XTAL3的一端，ZigBee芯片的XOCO_Q0端口同時(shí)連接電容C14的一端和晶振XTAL3的另一端，電容C13的另一端和電容C14的另一端同時(shí)接GND，ZigBee芯片的RF_P端口連接電容C12的一端，電容C12的另一端同時(shí)連接電感L2的一端和電容C16的一端，電容C16的另一端接GND，ZigBee芯片的RF_N端口連接電容C11的一端，電容C11的另一端同時(shí)連接電感L1的一端和電容C15的一端，電感L1的另一端接GND，電感L2的另一端同時(shí)連接電容C15的另一端和電容C17的一端，電容C17的另一端接天線，ZigBee芯片的RBIAS端口連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端接GND，ZigBee芯片的P2_4端口同時(shí)連接電容C9的一端和晶振XTAL1的一端，ZigBee芯片的P2_3端口同時(shí)連接電容C10的一端和晶振XTAL1的另一端，電容C9的另一端連接電容C10的另一端，ZigBee芯片的AVDD6端口接+3.3V電源。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：在礦井掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)中，采用本技術(shù)提出的地磁導(dǎo)航輔助慣性導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的位置、姿態(tài)和速度的確定，地磁導(dǎo)航通過地磁傳感器采集地磁數(shù)據(jù)，不受時(shí)間、地形、天氣的限制。附圖說明圖1是本技術(shù)所述礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置的磁傳感器模塊和放大器模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)所述礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置的A/D采樣模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本技術(shù)所述礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置的ZigBee芯片的電路結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一：下面結(jié)合圖1-圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置，該檢測裝置包括磁傳感器模塊、放大器模塊、ZigBee芯片和A/D采樣模塊；磁傳感器模塊包括磁傳感器A1，放大器模塊包括儀表放大器A2、儀表放大器A3和儀表放大器A4，ZigBee芯片采用CC2530，A/D采樣模塊包括A/D采樣芯片B1；磁傳感器A1的OUT-Y端口連接儀表放大器A4的-IN端口，磁傳感器A1的VSS端口接GND，磁傳感器A1的OUT+X端口連接儀表放大器A3的+IN端口，磁傳感器A1的SR+端口連接電容C2的一端，電容C2的另一端同時(shí)連接PMOS管Q2的源極和NMOS管Q3的漏極，NMOS管Q3的源極同時(shí)接GND和NPN三極管Q1的發(fā)射極，NMOS管Q3的柵極連接ZigBee芯片的P2_0端口，NPN三極管本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置包括磁傳感器模塊、放大器模塊、ZigBee芯片和A/D采樣模塊；磁傳感器模塊包括磁傳感器A1，放大器模塊包括儀表放大器A2、儀表放大器A3和儀表放大器A4，ZigBee芯片采用CC2530，A/D采樣模塊包括A/D采樣芯片B1；磁傳感器A1的OUT?Y端口連接儀表放大器A4的?IN端口，磁傳感器A1的VSS端口接GND，磁傳感器A1的OUT+X端口連接儀表放大器A3的+IN端口，磁傳感器A1的SR+端口連接電容C2的一端，電容C2的另一端同時(shí)連接PMOS管Q2的源極和NMOS管Q3的漏極，NMOS管Q3的源極同時(shí)接GND和NPN三極管Q1的發(fā)射極，NMOS管Q3的柵極連接ZigBee芯片的P2_0端口，NPN三極管Q1的基極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接ZigBee芯片的P2_1端口，NPN三極管Q1的集電極同時(shí)連接電阻R2的一端和PMOS管Q2的柵極，PMOS管Q2的漏極連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端同時(shí)連接電阻R2的另一端、電容C1的一端和+3.3V電源，電容C1的另一端接GND，磁傳感器A1的OUT+Y端口連接儀表放大器A4的+IN端口，磁傳感器A1的OUT?Z端口連接儀表放大器A2的?IN端口，磁傳感器A1的OUT+Z端口連接儀表放大器A2的+IN端口，磁傳感器A1的VB端口接+3.3V電源，磁傳感器A1的OUT?X端口連接儀表放大器A3的?IN端口；儀表放大器A2的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R4，儀表放大器A2的?VS端口同時(shí)連接電池BT1的負(fù)極、電容C3的一端和GND，儀表放大器A2的REF端口連接電池BT1的正極，儀表放大器A2的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN1端口，儀表放大器A2的+VS端口同時(shí)連接電容C3的另一端和VDD，儀表放大器A3的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R5，儀表放大器A3的?VS端口同時(shí)連接電池BT2的負(fù)極、電容C4的一端和GND，儀表放大器A3的REF端口連接電池BT2的正極，儀表放大器A3的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN2端口，儀表放大器A3的+VS端口同時(shí)連接電容C4的另一端和VDD，儀表放大器A4的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R6，儀表放大器A4的?VS端口同時(shí)連接電容C5的一端和GND，儀表放大器A4的REF端口連接+2.5V電源，儀表放大器A4的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN3端口，儀表放大器A4的+VS端口同時(shí)連接電容C5的另一端和VDD；A/D采樣芯片B1的SCLK端口連接ZigBee芯片的P1_1端口，A/D采樣芯片B1的MCLKI端口同時(shí)連接電容C6的一端和晶振XTAL2的一端，A/D采樣芯片B1的MCLKO端口同時(shí)連接電容C7的一端和晶振XTAL2的另一端，接電容C6的另一端連接電容C7的另一端，A/D采樣芯片B1的...

【技術(shù)特征摘要】
1.礦井掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航地磁輔助檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置包括磁傳感器模塊、放大器模塊、ZigBee芯片和A/D采樣模塊；磁傳感器模塊包括磁傳感器A1，放大器模塊包括儀表放大器A2、儀表放大器A3和儀表放大器A4，ZigBee芯片采用CC2530，A/D采樣模塊包括A/D采樣芯片B1；磁傳感器A1的OUT-Y端口連接儀表放大器A4的-IN端口，磁傳感器A1的VSS端口接GND，磁傳感器A1的OUT+X端口連接儀表放大器A3的+IN端口，磁傳感器A1的SR+端口連接電容C2的一端，電容C2的另一端同時(shí)連接PMOS管Q2的源極和NMOS管Q3的漏極，NMOS管Q3的源極同時(shí)接GND和NPN三極管Q1的發(fā)射極，NMOS管Q3的柵極連接ZigBee芯片的P2_0端口，NPN三極管Q1的基極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接ZigBee芯片的P2_1端口，NPN三極管Q1的集電極同時(shí)連接電阻R2的一端和PMOS管Q2的柵極，PMOS管Q2的漏極連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端同時(shí)連接電阻R2的另一端、電容C1的一端和+3.3V電源，電容C1的另一端接GND，磁傳感器A1的OUT+Y端口連接儀表放大器A4的+IN端口，磁傳感器A1的OUT-Z端口連接儀表放大器A2的-IN端口，磁傳感器A1的OUT+Z端口連接儀表放大器A2的+IN端口，磁傳感器A1的VB端口接+3.3V電源，磁傳感器A1的OUT-X端口連接儀表放大器A3的-IN端口；儀表放大器A2的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R4，儀表放大器A2的-VS端口同時(shí)連接電池BT1的負(fù)極、電容C3的一端和GND，儀表放大器A2的REF端口連接電池BT1的正極，儀表放大器A2的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN1端口，儀表放大器A2的+VS端口同時(shí)連接電容C3的另一端和VDD，儀表放大器A3的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R5，儀表放大器A3的-VS端口同時(shí)連接電池BT2的負(fù)極、電容C4的一端和GND，儀表放大器A3的REF端口連接電池BT2的正極，儀表放大器A3的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN2端口，儀表放大器A3的+VS端口同時(shí)連接電容C4的另一端和VDD，儀表放大器A4的兩個(gè)RG端口之間并聯(lián)電阻R6，儀表放大器A4的-VS端口同時(shí)連接電容C5的一端和GND，儀表放大器A4的REF端口連接+2.5V電源，儀表放大器A4的VOUT端口連接A/D采樣芯片B1的AIN3端口，儀表放大器A4的+VS端口同時(shí)連接電容C5的另一端和VDD；A/D采樣芯片B1的SCLK端口連接ZigBee芯片的P1_1端口，A/D采樣芯片B1的MCLKI端口同時(shí)連接電容C6的一端和晶振XTAL2的一端，A/D采樣芯片B1的MCLKO端口同時(shí)連接電容C7的一端和晶振XTAL2的另一端，接電容C6...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王麗，王艷營，趙杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：黑龍江科技大學(xué)，
類型：新型
國別省市：黑龍江,23