悬臂式掘进机截割轨迹可视化监控

为解决悬臂式掘进机工作时产生的超挖和欠挖问题,设计了悬臂式掘进机截割过程可视化监控系统.该系统采用PC_Based Control技术的设计思想,建立了掘进机的截割坐标系,并给出了截割断面超限报警限的确定方法.利用数据采集卡PCI-1711L及VB可视化语言实现了悬臂式掘进机截割轨迹的可视化监控.该系统使操作者可以观察到截割头实际工作位置,从而减小超挖和欠挖,降低巷道施工成本,提高施工质量.     

地铁隧道工程悬臂式掘进机施工风险分析

为了控制悬臂式掘进机在地铁工程中带来的安全风险,结合大连地铁悬臂式掘进机暗挖隧道工程,采用风险调查法和风险矩阵法进行施工准备期施工风险分析.结果表明:可以判断施工过程中的风险概率及可能造成的风险后果,确定其风险等级,提出相应风险控制措施,可为悬臂式掘进机地铁隧道工程施工提供较好的技术指导及参考.     

悬臂式部分断面掘进机的稳定性

悬臂式部分断面掘进机（以下简称掘进机）稳定性问题,涉及掘进机静、动态稳定性计算;截剖头过载及机器振动对稳定性的影响;稳定性不足时设计必要的增加稳定性机构等。根据有关资料及国外一些掘进机设计、试验、使用情况,本文讨论了悬臂式部分断面掘进机的稳定性.     

悬臂式掘进机的干涉分析及技术改造

依据悬臂式掘进机的结构特征,分圻了悬臂式掘进机在机构设计中出现的机械干涉同题,井对现场机械干涉问题进行了分析,在此基础上提出了技术改造及防止系统干涉的思路。     

纵轴式悬臂掘进机断面成形控制基础研究

以EBJ-132A型纵轴式悬臂掘进机为例,在分析其截割部主要构造和工作特点的基础之上,建立了悬臂式掘进机在截割作业时,其主要工作机构参数与巷道断面尺寸之间的数学模型,并针对实际生产中几种常见的巷道断面形状,分别编制了相应的工作机构参数计算程序,同时在计算机上显示出了和实际情况相符合的截割头截割作业包络线图,验证了数学模型的正确性。     

基于嵌入式Linux平台掘进机远程监控系统

悬臂式掘进机远程监控系统是实现综掘面自动化的关键技术。该研究基于贝加莱公司的可编程计算机(PCC)、嵌入式工业监控计算机、Linux操作系统、CAN总线通讯的悬臂式掘进机远程监控系统。通过对发行版Linux操作系统的内核重新编译、文件系统定制和启动配置构建了一套高性能的监控软件平台;在地面试验和井下试验表明:悬臂式掘进机远程监控软件具有运行稳定可靠、功能强大等特点,满足现场控制要求。     

悬臂式掘进机断面轮廓监控系统

为了有效控制掘进机截割断面的准确性,建立了截割机构工作参数和巷道断面尺寸关系的数学模型,推导了悬臂转角、液压缸行程及截割头空间坐标的位置关系,并以8051f系列单片机为核心.开发了悬臂式掘进机断面轮廓的监控系统.该系统能够根据传感器采集的实时数据,精确控制悬臂的摆动行程,及时准确地计算截割头的位置和断面截割情况,实现了巷道断面截割的自动控制.     

悬臂式掘进机恒功率变频调速控制器的设计

针对悬臂式掘进机在矿井掘进时情况复杂和负载变化较大的特点,采用高度非线性识别能力的神经网络与遗传算法相融合的方法,实现悬臂式掘进机恒功率变频调速系统的控制.该方法运用遗传算法训练BP神经网络的连接权系数,改进网络性能,提高学习效率,根据系统电流的实际情况对掘进机进行变频调速控制,利用MATLAB/Simulink软件对系统进行仿真分析.结果表明：该方法所设计的以DSP为控制核心的掘进机恒功率调速控制器具有一定的学习和适应能力,能根据电流变化自动调整电机的转速,实现了掘进机恒功率变频调速,提高了掘进机的工作效率和系统的稳定性.     

掘进机行走机构液压回路原理

该文结合悬臂式掘进机行走机构工况,分析了掘进机行走驱动液压回路的原理,回路采用两点式变量马达的方案,更适应实际工况,原动机功率利用率较高,能耗相当小.     

掘进巷道断面自动测量的数学模型

为了对巷道断面轮廓及中心线进行监测与定位,将悬臂式掘进机简化为机器人模型,建立其悬臂运动学和车体运动学方程,计算出掘进机截割头的空间坐标和巷道断面坐标系统;利用坐标变换,推导出巷道断面坐标系统相对掘进机车体坐标系统和大地坐标系统的数学模型,实现断面监测和轮廓显示,有助于建立巷道轮廓曲线和巷道中心线的数字化模型。     

悬臂式掘进机仿形截割控制机理

为了解决悬臂式掘进机截割中超挖和欠挖问题,采用空间机构运动学和系统仿真的方法,建立了仿形截割的数学模型,确立了悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的关系,提出了使用数字液压缸来实现按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制机理,采用MATLAB仿真验证了截割头运动.研究表明,仿真结果曲线符合实际工况.研究结论科学地分析了掘进机仿形截割过程,为复杂环境下掘进机器人自动控制研究提供了理论依据.     

基于能耗最低的截割头结构参数模糊优化设计

以纵轴式部分断面掘进机的截割比能耗为目标函数,取截割头的直径、锥角、螺旋叶片升角等作为设计变量,给出了各参数的模糊约束条件,运用最优化水平截集法将掘进机截割头结构参数的模糊优化问题转化为非模糊优化问题,建立了基于能量消耗最低的截割头结构参数的非模糊优化的数学模型.利用该模型确定截割头的结构参数,可使截割头的结构参数设计更加合理,能进一步改善掘进机的截割性能,明显提高掘进机截割的经济效益.     

悬臂式掘进机悬臂水平摆动机构的建模与仿真

根据悬臂式掘进机水平摆动机构液压系统的原理特点,分析了主要运行参数之间的数学关系,建立了悬臂水平摆动机构的静态和动态数学模型.利用所建立的数学模型,采用计算机模拟的方法,得到了主要参数间的静态关系曲线,并分析了系统动态特性.为进一步改进系统静态性能和系统动态响应特性提供理论分析的数学基础,同时为实现程序控制或自动控制提供了实用的简化模型.     

基于遗传算法的煤矿凿岩机器人模糊控制

为了提高机械臂的定位精度,针对电液比例位置控制存在的实变、非线性、不确定等特点,提出了基于模糊控制的控制策略,采用遗传算法(GA)对模糊规则进行优化,并将优化后的控制器应用于钻臂控制系统.仿真结果表明:与传统PID控制器相比,优化后的控制器极大地改善了控制系统,使系统输出超调明显减小,实现钻臂的精确定位.     

纵轴式掘进机截割头结构参数模糊优化模型

选择截割头钻进速度作为优化设计的目标,选取截割头直径、截割头锥角、叶片螺旋升角等作为设计变量,讨论了其隶属函数。运用最优化水平截集法将掘进机截割头结构参数的模糊优化问题转化为非模糊优化问题,建立了非模糊优化数学模型,使截割头结构参数的设计更能符合工作实际,从而提高掘进机的工作效率。     

汽车起重机箱形吊臂折臂的模糊分析方法

建立了汽车起重机起吊系统在冲击载荷作用下进行塑性动力学分析的力学模型，分析了起吊系统受冲击载荷作用时的塑性位移，提出了模糊允许塑性位移等概念，探讨了吊臂折臂的模糊分析方法。     

基于遗传算法的掘进机外喷雾降尘效率最大的参数优化

 为了提高掘进机外喷雾降尘效率,降低煤矿掘进工作面生产时产生的大量粉尘,改善工作面工作环境及人体健康,提高掘进机截割头的使用寿命,抑制由于粉尘浓度达到一定程度后而发生粉尘爆炸情况造成的人身财产的重大损失;为了避免过多的雾滴落在截割机构上造成水的浪费,令喷雾截面圆与大端面圆近似相切,并保证喷雾覆盖区域相互重叠1/4、捕集区的喷雾截面积近似为环形、雾流形状在有效的作用区内为圆锥形以及喷雾捕集区的粉尘分布是均匀的,建立了掘进机外喷雾降尘效率的数学模型,选择喷雾压力、喷雾有效作用区的长度、喷雾扩散角度以及喷嘴的直径为设计参数,以掘进机外喷雾降尘效率最大为优化目标,建立了相应的约束条件,并且将优化模型进行了无约束化处理,采用遗传算法对影响掘进机外喷雾降尘效率的主要参数进行了优化。优化结果表明,喷雾压力增大了9.79%,喷雾作用区的长度降低了8%,雾化角度减小了11.15%,掘进机外喷雾的降尘效率增加了15.19%。该研究为工程实践提供了理论基础,为掘进机外喷雾系统结构参数的整体优化,使其整体功能达到最佳状态提供了依据,并且对于掘进机内喷雾系统的建模及优化方法提供了重要参考,具有一定的指导意义。     

变结构模糊控制器在吊杆调速系统中的应用

论述了舞台吊杆计算机控制系统的软、硬件配置及结构，并将变结构模糊控制器引入吊杆控制系统中，成功地解决了舞台吊杆不同运动模式的控制及其准确定位问题．     

掘进机截割头齿座的机器人自动定位技术

为提高悬臂式掘进机截割头上截齿的定位精度,改进截割头制造质量,根据截齿在截割头表面的排列形式,分析齿尖的定位方法和截齿空间姿态的确定过程,提出并研制一种基于截割头设计方法的齿座定位专用机器人系统,介绍了将截齿定位设计坐标系转换为专用机器人制造坐标系的方法。通过控制串联式机器人手部关节的旋转与回转台的翻转,实现了截齿空间姿态设计参数与制造参数的统一;通过重力自定位原理,实现了齿座相对机器人手部的自动精确定位,有效降低了机器人调试过程的复杂性。此外,通过模拟机器人自动制造过程,分析了不同制造工艺路线对截割头齿座定位工作效率的影响。研究结果表明,采用机器人自动定位技术能有效提高截割头齿座定位精度,合理的制造工艺路线能有效提高截割头制造效率。