纵轴式掘进机断面成形技术研究

发布时间：2020-09-25 08:57

　　 纵轴式掘进机作为煤矿巷道施工的关键设备,其位置姿态与巷道断面的成形质量有着密切的关系。目前巷道断面截割仍依靠人工操作,存在煤矿巷道断面成形精度低、操作人员劳动强度大、工作环境恶劣等问题,以上问题严重的制约了煤矿高效和高产。针对掘进机在煤矿井下位姿定位差的问题,根据刚体上任意点在不同空间坐标系中的变换关系,完成了监测系统的硬件和软件设计,实现了掘进机机身在巷道坐标内位置参数与姿态参数的实时监测。根据纵轴式掘进机的组成原理,分析了截割机构的工作特性,设计掘进机信息采集系统,并完成了系统的硬件和软件设计,实现对掘进机运行状态的远程监控。针对掘进机截割负载变化剧烈的问题,采用PID控制技术对掘进机悬臂摆动速度进行控制,避免因掘进机截割负载变化剧烈引发的截割电机过载和欠载现象,保证掘进机截割电机在额定功率下运行,从而实现掘进机截割电机的恒功率运转。掘进机位姿监测技术是掘进机断面自动成形的前提,信息采集技术是实现掘进机智能化截割的先决条件,恒功率截割技术有利于提高掘进机断面自动成形的效率。通过将掘进机的位姿监测技术、信息采集技术和恒功率截割技术三者结合在一起,有利于使纵轴式掘进机朝着无人化和智能化工作方向发展,有利于实现煤矿巷道断面快速成形,实现煤矿高效生产。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD421.5
【部分图文】：

纵轴式掘进机是煤矿巷道掘进的关键设备，着煤矿巷道掘进的效率和精准度。位姿监测是掘术之一，准确获取掘进机的位姿参数不仅是实现式掘进机的精确截割和断面快速成形奠定了基础究对象，根据刚体上任意点在不同空间坐标系中对射位姿测量方案，旨在对掘进机的位姿参数进2.1 位姿监测系统方案设计2.1.1 位姿测量原理和参数解算根据本课题组[67]研究的两平面激光对射位姿测系统设计。位姿监测系统测量原理如下：红外三个不共线的激光发射点构成激光发射平面，该块发射激光。如图 2.1(a)所示。

图 2.5 RS232 通信原理图主控下位机与 L2-RS485 红外激光测距传感器通信时，尽管主控下位机具有串功能，但它提供的信号电平与 RS485 标准的电平特性不一样，因此需要电平转单片机的信号电平转换为 EIA/TIA-485-E 电平。RS485 通信原理图如图 2.6 所图 2.6 RS485 通信原理图

图 2.5 RS232 通信原理图下位机与 L2-RS485 红外激光测距传感器通信时，尽管主控下位机，但它提供的信号电平与 RS485 标准的电平特性不一样，因此需要机的信号电平转换为 EIA/TIA-485-E 电平。RS485 通信原理图如图

【参考文献】

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2 陶云飞;宗凯;张敏骏;贾文浩;符世琛;杨健健;吴淼;;基于iGPS的掘进机单站多点分时机身位姿测量方法[J];煤炭学报;2015年11期

3 吴淼;贾文浩;华伟;符世琛;陶云飞;宗凯;张敏骏;;基于空间交汇测量技术的悬臂式掘进机位姿自主测量方法[J];煤炭学报;2015年11期

4 张镇;;悬臂式掘进机机身姿态检测及记忆自动截割控制系统研究[J];煤矿机械;2015年10期

5 蒲志新;丁丹丹;周淑烨;;基于模糊PID控制的掘进机恒功率控制系统的研究[J];测控技术;2015年09期

6 王慧;李娜娜;谢飞;;掘进机恒功率自适应调速与记忆截割系统研究[J];测控技术;2015年08期

7 刘国鹏;;基于模糊神经PID控制器的掘进机悬臂运动控制系统[J];煤矿机电;2015年04期

8 刘许亮;朱焕立;;基于CAN总线的煤矿掘进机远程监控系统的设计与研究[J];煤炭技术;2015年07期

9 张建广;;悬臂式掘进机智能截割控制技术发展现状及关键技术探讨[J];煤炭工程;2015年02期

10 杨洁;付晓;马子云;;基于运动控制器的自适应截割掘进机电气系统设计[J];煤矿机械;2015年01期

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1 符世琛;基于UWB测距的悬臂式掘进机位姿检测方法研究[D];中国矿业大学(北京);2018年

2 马睿;巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D];中国矿业大学;2016年

3 李睿;悬臂掘进机机身位姿参数检测系统研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

4 赵学雷;基于多传感器信息融合的载荷及煤岩判定与识别技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

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本文编号：2826519