煤矿巷道智能掘进机器人系统关键技术研究

按照国家加快煤矿智能化发展的战略部署,贯彻采掘并重,掘进先行方针,针对煤矿巷道掘进存在地质条件复杂、工艺装备落后、作业人员偏多、操作环境恶劣、安全风险严竣、采快掘慢失衡等问题,深入总结分析国内外煤矿巷道智能掘进技术的研究动态,指出存在的不足和亟待解决的问题。针对煤矿复杂地质条件下的巷道掘进难题,研发了一种全新的集截割、临时支护、钻锚和锚网运输等并行智能协同的煤矿巷道掘进机器人系统。通过研究进展分析、理论方法探索以及研发实践,提出构建煤矿巷道智能掘进机器人系统的3大关键技术问题及其研究内涵,创建解决关键技术问题的研究体系架构:煤矿巷道掘进机器人系统建模与围岩耦合机理;煤矿巷道掘进机器人系统智能协同控制技术,提出数字孪生驱动的虚拟现实远程智能控制方法;煤矿巷道快速掘进机器人系统精确定位定向和定形技术,提出机器人系统全局和局部精准定位定向及断面截割精准定形控制方法。破解复杂地质条件下的煤矿巷道智能掘进机器人系统关键技术难题,对于研发高质量、高可靠、高效率、高智能的煤矿巷道智能掘进机器人系统,从根本上改善掘进工作面环境,解放生产力,全面提高煤矿巷道掘进效率和质量。     

基于边缘拟合和数字孪生的机器人运动控制系统研究

提出一种基于边缘拟合和数字孪生的机器人运动控制系统.通过深度图像和RGB图像获取目标物体信息,并进行边缘提取,通过边缘拟合得到目标的边缘轮廓,根据其轮廓计算目标物体的中心点坐标,从而实现准确的目标识别与定位.采用数字孪生方法对机器人实时运行状态进行同步显示.试验表明该方法对圆形物体的识别与定位具有高准确性和鲁棒性,在数字孪生平台上运行具有可靠性与实时性,有一定的实用价值.     

铝电解数字孪生体构建及应用研究

智能制造与传统铝电解技术的深度融合,引领着铝电解行业可持续发展,但是当前铝电解实体装备与数据模型缺乏有效映射,阻碍了铝电解行业智慧转型的步伐。因此,本文将数字孪生技术与铝电解生产技术有机结合,开展铝电解数字孪生体整体架构设计、关键技术研发及应用研究,构建物理实体、虚拟模型、孪生数据、智能决策服务及虚拟-现实交互连接五维模型。铝电解物理实体划分为电解厂、电解车间及电解设备三个层级,通过三维场景数字化建模、离线物理场建模及动态仿真数学建模,映射与之对应的虚拟模型。使用交互连接技术进行物理实体与虚拟模型实时同步孪生数据,部署铝电解数字孪生体原型系统,实现铝电解生产环节虚实映射,为铝电解行业数字化、智能化转型提供了先进思路与技术方法。     

数字孪生技术在智能制造中的发展与应用研究综述

数字孪生技术作为实践智能制造理念的使能技术与手段,能够有效解决智能制造的信息物理融合难题,已成为当前世界各国学术界和工业界关注的热点。为了更好地理解和应用数字孪生,本文首先从数字孪生的背景和定义两方面进行归纳和总结;在此基础上,从公开出版年度、主要出版国家、主要研究方向等不同维度,采用文献计量分析方法对Web of Science(WOS)核心合集数据库近5年来收录的与数字孪生相关文献进行研究,综述了数字孪生技术在产品设计、工业生产、制造服务方面的应用;最后对数字孪生技术未来的发展方向进行展望,以期为数字孪生技术在智能制造领域的落地应用提供一定的理论参考和借鉴。     

煤矿掘进支护应用探讨

阐述了煤矿掘进支护的重要意义,分析了当前煤矿掘进支护发展现状,提出了煤矿掘进支护应用的对策措施,以提高煤矿安全生产水平。     

煤矿掘进巷道瓦斯智能控制系统

针对煤矿掘进巷道的局扇恒速运转问题,提出先进的模糊控制器设计方式.系统采用通风局扇智能控制和变频器,实现了瓦斯体积分数与局部通风机变频调速的模糊控制.用MATLAB智能控制工具箱进行了仿真实验,结果表明:该方法能较好地实现掘进巷道的正常通风和瓦斯排放,达到节能运行的目的.     

数字孪生技术的实例应用

数字孪生技术一直侧重于应用在制造、产品设计等重资产行业,随着物联网、云计算和AI等支持技术的发展,目前数字孪生也应用在其他新领域当中.本论述数字孪生发展历程,梳理数字孪生概念架构和技术流程,并基于数字孪生技术的特点,分析其在各个领域中的案例应用,为虚拟复杂场景中应用数字孪生技术提供理论依据.     

基于数字孪生的碰撞预测系统

工厂内人、车、设备交叉作业频繁,工作环境复杂,驾驶员视距受限,容易因疲劳、视角盲区等影响,造成误操作,从而导致碰撞事故的发生。该文提出了一种基于数字孪生的碰撞预测系统,分析了系统的技术架构,在此基础上给出碰撞预测模型的开发方法,将预测结果反馈至实际物理世界中,调整物理世界中的碰撞预测对象的运行状态,同时用物理世界中数据实时迭代更新碰撞预测结果,实现了工厂内的碰撞预测。以焊接成品车间碰撞预测场景为例,验证了所提方法的有效性与适用性。     

面向智能制造的工业数字孪生关键技术特性

 综述了数字孪生技术在智能制造领域中产品设计、生产制造、安全维护3方面的研究进展。在工业数字孪生技术背景下,分析了当前应用于智能制造领域的关键技术的一些基本特性,其中包括可交互性、可孪生性、可组合性及可管理性,概述了工业数字孪生技术在产品设计研发、运维管理决策、生产管控3个方面的典型应用场景。展望了面向智能制造的工业数字孪生技术未来发展。     

天然气三甘醇脱水装置数字孪生系统

数字孪生可以实现物理空间与数字空间之间的映射和交互,在工业领域展现出巨大的发展前景。针对天然气脱水性能参数检测效率低和气站工艺参数无法在线优化的问题,将数字孪生应用于化工行业,构建了三甘醇（triethylene glycol, TEG）脱水装置数字孪生系统的整体框架。结合物理设备建立了孪生系统的几何模型,并基于物理数据实时驱动建立了脱水系统工艺流程模型,最后,通过虚实映射模型完成物理空间和数字空间的映射,最终建立脱水装置的孪生模型。该模型可实现物理设备与虚拟设备的并行运行。通过提出的数字孪生系统,能够实现对天然气水露点等脱水性能参数的实时预测;以低能耗为目标,通过孪生模型中的优化算法,可实现对脱水工艺参数的在线优化,提升经济效益。     

柔性机器人智能装运系统

随着智能制造规划推进,散装货物自动化装运系统一直是国内外迫切需要解决的难题。当前公司人员不断减少,生产效率不断提升,安全要求不断提高,而发货系统仍然全靠现场人工操作,操作技能要求较高,但又相对枯燥。柔性机器人智能装运系统的目的是使散装货物现场去人工化。该系统在现场可以利用传感器感知装运车位置和散装货物堆放情况,并根据算法计算最简路径,实现真正的无人值守智能装运。     

水下机器人智能自救系统

结合某型水下机器人智能自救系统的研制工作,介绍了该系统的工作原理和体系结构,采用基于模糊推理和专家系统相结合的方法,实现水下机器人故障诊断和智能自救决策,同时详述了基于电机驱动和爆炸驱动方式的自救系统执行机构,以及基于冗余CPU热备份技术的释放控制系统.     

煤矿掘进机械作业线的分析与应用研究

在煤矿的开采中使用掘进机械进行作业,不仅能提高煤矿开采的工作效率还能保障煤矿施工的安全性,有效促进我国煤矿企业增强科学技术含量,同时便于我国煤炭企业逐渐转变企业结构。本文重点分析国内煤矿企业掘进机械应用情况。     

许厂煤矿掘进工作面新型运输方式研究应用

许厂煤矿在综掘工作面施工期间，一直使用铁路作为辅助运输的主要手段，铁路运输存在以下缺点，由于个别巷道在施工期间，不需要采用铁路运送大的物料，如果使用铁路进行运输将会造成铁路的浪费，如果不使用铁路，支护材料的使用人工运送，将加重施工人员的体力劳动。现场施工期间急切需要，安装简便，又能运输的方式，经过多次研究探索我们选择了新型的运输方式——胶帝运输机底皮带运输。     

基于数字孪生与区块链的智慧农业系统研究

数字孪生与区块链等新一代数字技术正广泛应用于农业领域中,推动现代农业向智慧农业方向快速发展。数字孪生是一项用数字技术创建真实对象的数字等效物的技术,用于在虚拟空间中反映其状态或行为。而区块链与数字孪生的结合将进一步增强孪生数据和应用结果的可信性。将数字孪生用于农业领域,可以帮助农民进行农业生产的远程管理和科学决策。本文分析了数字孪生体在产品生命周期中的作用,介绍了6种不同的数字孪生应用类别,并结合农业生产管理的特点设计了数字孪生系统的实施模型结构。最后,针对具体的金银花采摘应用场景对数字孪生系统的结构进行了更详细的设计。     

煤矿井下掘进技术的研究

煤炭的井下开采需要掘进大量巷道,目前主要采用钻眼爆破法和掘进机掘进的方法。本文介绍了影响我国煤矿井下掘进技术的因素以及掘进时采用的支护方式,对提高煤矿掘进技术的效率和安全性奠定理论基础。     

煤矿机械化掘进发展状况研究

掘进和回采是煤矿生产的两个重要生产环节。煤矿巷道分为全岩巷到道、半煤岩巷道和煤巷。文章介绍了煤矿巷道机械化掘进技术在我国的发展状况,对指导煤矿掘进具有一定的参考意义。     

船舶数字孪生平台的设计与应用

当前,船舶数字孪生的研究还处于起步阶段,实际应用亦比较少.在构建三维虚拟船舶及其航行环境基础上,通过实时采集船舶运行数据初步搭建了船舶数字孪生体,利用多源感知数据融合技术、航行态势重构技术对船舶航行态势进行分析;在此基础上,基于状态监测数据和相关知识经验建立了设备状态监测专家库和基于孤立森林算法对船舶设备寿命预测进行了...     

数字孪生关键技术及其在电力行业中的应用

<正>近年来,电力行业取得了较大的进步,自动化、信息化应用系统的建设工作进一步完善。同时,在电网运行控制、生产管理以及运行维护的过程中,运行数据的规模越来越庞大。电力企业在落实管理工作和制定决策时,也越来越离不开对电网运行数据的综合分析。基于此,本文将数字孪生技术作为研究对象,针对其关键技术在电力行业中的应用方法进行总结和分析。