【摘 要】
：
煤矿井下环境恶劣,劳动繁重且对工人健康危害极大,将采煤机机器人引入井下煤矿开采工作,可有效减少井下作业人员数量,起到无人则安的作用;且能大幅提高生产效率,实现精准开采、绿色开采以及降低煤炭开采成本。煤炭能源开采最主要设备为采煤机机器人,针对薄煤层煤炭开采工作,应用TRIZ理论设计出一种以双排五星液压马达为主要驱动装置、电磁铁为辅助驱动装置的单级减速器轻量化振动冲击截割臂。该设计将往复振动冲击技术应
【基金项目】
：
王成军老师的国家创新方法工作专项（2018IM010500）； 2019年安徽高校协同创新项目“掘锚支机器人关键技术及装备研发”,立项编号为GXXT-2019-048；
论文部分内容阅读
煤矿井下环境恶劣,劳动繁重且对工人健康危害极大,将采煤机机器人引入井下煤矿开采工作,可有效减少井下作业人员数量,起到无人则安的作用;且能大幅提高生产效率,实现精准开采、绿色开采以及降低煤炭开采成本。煤炭能源开采最主要设备为采煤机机器人,针对薄煤层煤炭开采工作,应用TRIZ理论设计出一种以双排五星液压马达为主要驱动装置、电磁铁为辅助驱动装置的单级减速器轻量化振动冲击截割臂。该设计将往复振动冲击技术应用于截割煤岩方面,既丰富了采煤机机器人机型,同时为煤矿机械的轻量化设计、提高截割臂煤岩破碎的装煤率、优化螺旋滚筒截割性能以及得到优选方案下块煤率的实验设计提供参考,主要工作如下:应用TRIZ理论分析了截割臂驱动装置的选择与布置,并进行减速器的设计和悬臂梁结构截割臂的设计,对截割臂减速器的传动齿轮进行参数设计,对轴承、电磁铁等关键部件进行选型,并给出截割臂减速器各关键部件结构简图和主要技术参数。运用ANSYS Workbench有限元软件对两种悬臂机壳进行强度对比分析,找到所选工字型悬臂机壳共振频率相应发生破坏的位置和破坏程度;对单级减速器两对啮合齿轮副和行星减速器分别进行瞬态分析,验证了齿轮副在极限转速啮合传动下的应力与应变满足强度和刚度要求。应用离散单元法对螺旋滚筒轴向振动频率f进行单因素数值模拟试验分析,确定该因素在正交试验中的水平范围;对“滚筒转速、轴向振动频率以及工作振幅”三种因素进行数值模拟正交试验,分析得到提高装煤率的优选方案和提高螺旋滚筒工作寿命的优选方案,并得到优选方案的装煤率为54.56%,优选方案的截割阻力均值为24031.02 N,载荷波动系数为0.6828。设计并搭建采煤机机器人振动冲击截割臂样机实验平台,并对振动切削仿真试验两个优选方案的块煤率进行实验分析,得到优选截割性能下的块煤率普遍高于优选装煤率下的块煤率的结论。图[60]表[22]参[84]
其他文献
本文以广州地铁六号线区间暗挖段隧道为研究对象,结合室内试验,采用数值模拟的研究方法,对浅埋大断面隧道分区冻结产生的冻胀融沉现象进行研究,在此基础上,结合水平注浆和冻胀控制技术,提出了分区冻结分部构筑的施工工法,其主要研究内容及成果如下:（1）采用室内试验的方法,进行人工冻土热物理力学性能的研究。通过试验获得了冻土和融土的基本物理参数如密度,弹性模量和泊松比,热物理参数如冻结温度、导热系数等,为进一
随着科技的跳跃式发展,人工智能正在逐步进入我们的生活,而机器视觉无疑扮演着重要的角色,其中双目视觉因为类似于人类的两只“眼睛”而得到了广大研究学者们的青睐。其中立体匹配的精度对双目视觉的后续研究应用的准确性发挥重要作用。现有的方法大都采用单一相似测度函数来计算像素的代价,使得在图像纹理较少的区域像素特征较少,从而使匹配的难度增加,引起视差图准确率偏低,或是在边缘区域由于处理不当造成视差图中边缘轮廓
三维激光扫描技术是变形监测技术中的一项重要技术。通过从获取的地表和建构筑物的点云数据中分析地表变形情况和建构筑物的稳定性是重要的研究方向之一。针对建构筑物点云数据中机构特征点提取算法复杂,自动化程度低、特征信息易损失;点云滤波算法自适应程度低、实用性差和滤波精度低;地表变形信息提取算法可靠性差,数据利用不充分等问题,提出相应的点云数据处理算法,并结合传统测量手段验证算法可靠性和实用性,取得了一定的
自上世纪以来,煤炭作为主体能源担负着国家能源安全和经济持续发展重任。大规模高强度的煤炭资源开采会引发一系列矿山地质环境灾害问题,如含水层破坏、山体滑坡、地表塌陷和建构筑物损毁等。而合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR）作为一种新型主动式地地表变形监测技术,其具有全天候、全天时、成本低、覆盖
在过去的几年中,许多大型组织使用过程感知信息系统来管理其流程,该系统在运行过程中会导致组织产生多个分支机构。由于需要囊括不同组织管理者的需求,遵守不同的标准,这些分支机构所开发的业务流程具有相似、又彼此区分的业务目标,即流程变体。由于分支机构需要灵活地适应不断变化的需求,使得其产生的流程变体在维护上变得非常困难。目前流程变体相关研究主要集中于两个方面:（1）如何从日志中发现流程变体成为解决多版本业
针对传统测量方法提取矿区地表形变存在获取数据是离散、低密度,不能完整有效的对建筑物损坏等级进行评价,并且在利用三维激光扫描技术进行矿区开采沉陷地表形变监测时,当工作面地表被大量植被覆盖、工作面上方地表积水时,常规三维激光扫描技术获取点云数据去噪困难、甚至点云数据缺失。此时利用常规三维激光扫描技术监测开采沉陷无法获取开采沉陷地表形变场等问题。在概率积分模型辅助下,本文拟提出一种基于概率积分模型辅助的
随着能源需求不断增长,煤矿设备方面更是要求节能环保、绿色高效。带式输送机作为我国煤矿井下原煤输送的主要运输设备之一,其关键核心是驱动系统。而传统驱动方式为“异步电机+减速器”,其缺点是系统能耗增加,易出现噪声等故障,带式输送机的稳定可靠性难以解决。而带式输送机直接由低速大扭矩永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）来驱动,具有节能高效、起动扭矩
精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）通过使用精密轨道和钟差产品,可直接获得用户端静态厘米至毫米级、动态分米至厘米级的高精度绝对坐标,是一种可以直接获得精确位置的实时动态定位技术手段之一。实时性与高精度一直以来都是PPP的重点研究内容,精密卫星钟差产品精度作为影响定位结果的主要因素之一,存在预报困难且精度较差、事后产品延迟时间较长等问题。这主要是由于星载原子钟受
随着智能矿山设备的研发需求与绿色发展理念的影响,磁电混合悬浮带式输送机作为一种低阻高效的新型带式输送机引起了广泛的关注。而磁悬浮支承装置作为磁电混合悬浮带式输送机的关键点,磁悬浮系统的电磁结构以及控制技术、支承装置协同控制的相关研究对输送机的实现与运行具有重要的意义。因此本文主要工作内容有:基于磁电混合悬浮带式输送机原型机,通过有限元磁场仿真软件与单点磁悬浮试验平台试验分析得出磁悬浮支承装置的实用
由于粉体技术的应用范围越来越广泛,在现代工业的生产加工和储运过程中经常发生粉尘爆炸事故。粉尘爆炸威力巨大,破坏性极强。因此,深入了解粉尘爆炸事故的实质、爆炸特性和影响因素,有助于预防相关事故的发生,降低事故造成的危害,并为事故调查评估提供科学依据。本文基于张石高速隧道爆炸事故,以煤尘粉尘爆炸特性为研究主线,结合事故调查报告,利用20 L球形爆炸测试系统,研究了颗粒粒径参数、可燃性气体（瓦斯）、氧化