煤矿钻锚机器人自动布网单元研究
发布时间：2021-11-11 12:15
针对目前煤矿井下掘进与支护难以平行作业和永久支护自动化程度低等问题,研究并提出了适合于我国煤矿井下的掘进机器人系统方案,并对永久支护钻锚机器人布网单元进行深入了研究。首先,根据煤矿掘进工艺以及巷道支护需求,提出了掘进机器人系统总体方案,系统包括掘进机器人、临时支护机器人以及钻锚机器人。并给出了掘进机器人系统以及各子系统的工作原理和协调作业方式。其次,研究分析巷道掘进支护布网单张抓取及顶板和侧帮不同布放的要求,提出了一种全新的钻锚机器人自动布网单元方案,并对布网单元关键零部件进行了结构设计,利用ANSYS软件进行了受力分析,验证了结构的可靠性。第三,根据布网单元工作原理和工作环境确定机械手臂类型、自由度以及参数,应用SolidWorks生成布网单元实体模型,同时建立坐标系并利用D-H法计算布网单元正逆运动学方程,得到机械手爪与机械手臂各关节驱动之间的关系;然后应用Robotic工具箱建立仿真模型,验证正逆运动学方程的正确性;采用蒙特卡洛法对布网单元运动空间进行计算,分析其布网单元参数是否满足井下煤巷支护要求。第四,研究分析布网单元在关节和笛卡尔空间的轨迹规划方法,采用多项式插值函数对布网...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外典型掘锚一体机
（a）奥钢联 ABM20 （b）山特维克 MB670图 1.1 国外典型掘锚一体机轨吊支护设备是集成了单轨吊车以及支护设备研制而成。其最具代表性F 集团、和捷克的 FERRIT 集团，同时德国的 GAT 公司研制生产的 M2，能够实现多自由度、多方位转动和打孔，极大的提高了机械化作业的的尺寸较大难以应用于我国小端面煤矿巷道，而且在支护布网时都需要作等复杂工序，占用时间较长降低工作效率，如图 1.2 所示[38]。在此基股份有限公司联合安徽理工大学对此设备进行改良且有了一定成果，能巷道，且支护过程中很大部分实现了机械化[39]。此设备在进行支护作业台达到合适高度，通过人工将支护布网放置在顶网装置上，进行锚固作作业，由于作业平台的移动，掘进机需要后退并停止作业，不能实现采业，布网作业没有实现机械化，增加了工人的劳动强度同时也减慢了支3 所示。
难以应用于我国小端面煤矿巷道，而且在支护布网时序，占用时间较长降低工作效率，如图 1.2 所示[38]。司联合安徽理工大学对此设备进行改良且有了一定成护过程中很大部分实现了机械化[39]。此设备在进行支高度，通过人工将支护布网放置在顶网装置上，进行作业平台的移动，掘进机需要后退并停止作业，不能业没有实现机械化，增加了工人的劳动强度同时也减图 1.2 德国 GAT M2000 支护机械手
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿综合机械化开采技术[J]. 于存江. 中国石油和化工标准与质量. 2019(01)
[2]六自由度机械臂的运动学分析与验证[J]. 卢昀昊,姚远. 煤炭技术. 2018(12)
[3]掘锚一体式掘进机应用现状分析及发展趋势研究[J]. 刘建永. 机电工程技术. 2018(10)
[4]煤矿掘进巷道支护技术研究[J]. 李菁戈. 机械管理开发. 2018(10)
[5]煤矿巷道支护技术的应用探究[J]. 许玉鑫. 建材与装饰. 2018(39)
[6]矿井支护技术与设备的应用[J]. 王金龙. 能源与节能. 2018(09)
[7]六自由度机械臂运动学分析与仿真研究[J]. 肖俊明,韩伟,王瑷珲,李继朋,梁旺. 中原工学院学报. 2018(04)
[8]煤矿巷道掘进施工技术要点及支护技术研究[J]. 高丙奇,刘报. 科技风. 2018(24)
[9]基于MATLAB-Robotics的工业机器人运动学仿真研究[J]. 肖凯夫. 山东工业技术. 2018(17)
[10]ANSYS Workbench在结构力学教学中的应用[J]. 石卫华,陈堤. 城市建设理论研究(电子版). 2018(17)
博士论文
[1]提高串联机械臂运动精度的关键技术研究[D]. 王琨.中国科学技术大学 2013
[2]锚杆支护巷道随掘钻探一体化研究[D]. 陈加胜.安徽理工大学 2012
硕士论文
[1]动态目标机器视觉识别与多关节机械臂抓取研究[D]. 夏伟.西安科技大学 2018
[2]机械臂轨迹规划及动力学研究[D]. 王文坛.山东大学 2017
[3]6自由度机械手臂的研究与仿真[D]. 王大超.合肥工业大学 2017
[4]6R工业机器人轨迹规划算法研究及仿真[D]. 王国龙.浙江工业大学 2016
[5]基于ADAMS和AMEsim的工程机械臂液压控制系统联合仿真研究[D]. 袁亮.西南科技大学 2016
[6]基于Pro/E和ANSYS Workbench的液压支架底座的优化设计[D]. 韩俊花.河北工程大学 2016
[7]基于单轨吊的超前支护设备关键技术的分析与研究[D]. 郭泽海.煤炭科学研究总院 2016
[8]车载液压机械臂动态设计与研究[D]. 程京华.辽宁工业大学 2016
[9]单轨吊锚杆支护作业平台关键技术研究[D]. 马齐江.安徽理工大学 2015
[10]GAMMA300型七自由度机械臂建模与仿真[D]. 柏滢.中北大学 2015
本文编号：3488840
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外典型掘锚一体机
（a）奥钢联 ABM20 （b）山特维克 MB670图 1.1 国外典型掘锚一体机轨吊支护设备是集成了单轨吊车以及支护设备研制而成。其最具代表性F 集团、和捷克的 FERRIT 集团，同时德国的 GAT 公司研制生产的 M2，能够实现多自由度、多方位转动和打孔，极大的提高了机械化作业的的尺寸较大难以应用于我国小端面煤矿巷道，而且在支护布网时都需要作等复杂工序，占用时间较长降低工作效率，如图 1.2 所示[38]。在此基股份有限公司联合安徽理工大学对此设备进行改良且有了一定成果，能巷道，且支护过程中很大部分实现了机械化[39]。此设备在进行支护作业台达到合适高度，通过人工将支护布网放置在顶网装置上，进行锚固作作业，由于作业平台的移动，掘进机需要后退并停止作业，不能实现采业，布网作业没有实现机械化，增加了工人的劳动强度同时也减慢了支3 所示。
难以应用于我国小端面煤矿巷道，而且在支护布网时序，占用时间较长降低工作效率，如图 1.2 所示[38]。司联合安徽理工大学对此设备进行改良且有了一定成护过程中很大部分实现了机械化[39]。此设备在进行支高度，通过人工将支护布网放置在顶网装置上，进行作业平台的移动，掘进机需要后退并停止作业，不能业没有实现机械化，增加了工人的劳动强度同时也减图 1.2 德国 GAT M2000 支护机械手
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿综合机械化开采技术[J]. 于存江. 中国石油和化工标准与质量. 2019(01)
[2]六自由度机械臂的运动学分析与验证[J]. 卢昀昊,姚远. 煤炭技术. 2018(12)
[3]掘锚一体式掘进机应用现状分析及发展趋势研究[J]. 刘建永. 机电工程技术. 2018(10)
[4]煤矿掘进巷道支护技术研究[J]. 李菁戈. 机械管理开发. 2018(10)
[5]煤矿巷道支护技术的应用探究[J]. 许玉鑫. 建材与装饰. 2018(39)
[6]矿井支护技术与设备的应用[J]. 王金龙. 能源与节能. 2018(09)
[7]六自由度机械臂运动学分析与仿真研究[J]. 肖俊明,韩伟,王瑷珲,李继朋,梁旺. 中原工学院学报. 2018(04)
[8]煤矿巷道掘进施工技术要点及支护技术研究[J]. 高丙奇,刘报. 科技风. 2018(24)
[9]基于MATLAB-Robotics的工业机器人运动学仿真研究[J]. 肖凯夫. 山东工业技术. 2018(17)
[10]ANSYS Workbench在结构力学教学中的应用[J]. 石卫华,陈堤. 城市建设理论研究(电子版). 2018(17)
博士论文
[1]提高串联机械臂运动精度的关键技术研究[D]. 王琨.中国科学技术大学 2013
[2]锚杆支护巷道随掘钻探一体化研究[D]. 陈加胜.安徽理工大学 2012
硕士论文
[1]动态目标机器视觉识别与多关节机械臂抓取研究[D]. 夏伟.西安科技大学 2018
[2]机械臂轨迹规划及动力学研究[D]. 王文坛.山东大学 2017
[3]6自由度机械手臂的研究与仿真[D]. 王大超.合肥工业大学 2017
[4]6R工业机器人轨迹规划算法研究及仿真[D]. 王国龙.浙江工业大学 2016
[5]基于ADAMS和AMEsim的工程机械臂液压控制系统联合仿真研究[D]. 袁亮.西南科技大学 2016
[6]基于Pro/E和ANSYS Workbench的液压支架底座的优化设计[D]. 韩俊花.河北工程大学 2016
[7]基于单轨吊的超前支护设备关键技术的分析与研究[D]. 郭泽海.煤炭科学研究总院 2016
[8]车载液压机械臂动态设计与研究[D]. 程京华.辽宁工业大学 2016
[9]单轨吊锚杆支护作业平台关键技术研究[D]. 马齐江.安徽理工大学 2015
[10]GAMMA300型七自由度机械臂建模与仿真[D]. 柏滢.中北大学 2015
本文编号：3488840
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