基于惯性导航的采煤机位姿监测系统研究与应用

随着采煤机记忆截割、自动调高等智能控制技术不断发展，如何实现采煤机更加精准快速地定位已成为煤矿智能化建设的核心研究方向。目前惯导定位技术仍存在累计误差、位姿飘移等问题，导致采煤机位姿监测不准确，严重影响控制效果。基于此，对采煤机惯性导航定位技术进行了详细分析研究，并对相应惯导位姿监测模型进行建立，在此基础上采用优化的卡尔曼滤波算法对惯导定位系统进行优化，可有效降低系统定位误差，提高系统抗干扰性。     

惯性导航在采煤机定位测姿中的应用

为了提高采煤机记忆截割技术的水平，推进综采工作面设备朝着智慧化和无人化方向发展，研究了惯性导航系统在采煤机定位测姿系统的应用。探讨了“三机”协同的工作方式，使得采煤机的运动轨迹包括S型和直线型等，分析了捷联惯导的原理，给出了捷联惯导系统的硬件结构和选型依据，并分析了定位测姿系统软件的工作流程。     

基于SINS的采煤机动态定姿技术的应用研究

针对煤矿井下环境复杂,采煤机定姿定位精度差,无法满足综采自动化控制要求的现状,提出了一种基于SINS(捷联惯性导航)的采煤机动态定姿技术,其利用SINS中的三轴陀螺仪和加速度计量设备对采煤机在井下运行时的角速度和加速度进行动态连续跟踪测定,将测试结果通过SINS位姿解算方法进行解算,获取采煤机工作时的实时的位置和姿态信息数据,从而实现对采煤机的动态跟踪,精确定位。通过对该动态定姿技术的验证,其在采煤机工作时的位姿跟踪测量误差保持在0.43 m以内,跟踪连续性好、稳定性高、抗干扰能力强,完全满足煤矿井下恶劣环境中采煤机精确的位姿测量要求。     

基于差分式惯性传感组件的采煤机位姿解算法

采煤机是综采工作面的关键设备之一,其准确定位是实现工作面智能化开采的前提。首先,分析了采煤机惯性导航定位产生的确定性漂移和非确定性漂移误差,建立了差分式惯性传感组件数据融合模型;其次,研究了基于差分式惯性传感组件的采煤机位姿差分解算方法,模拟了采煤机作起伏运动的运行曲线;最后,对位姿差分解算算法进行了仿真分析,仿真结果表明采煤机在作起伏运动时,提出的差分位姿解算算法在累积误差和最大误差方面均小于原始位姿解算算法。笔者设计并搭建了采煤机惯性导航定位实验平台和运动工况模拟实验台,进行了相应的实验分析,实验结果验证了所提姿态解算方法的可行性和有效性。     

综采工作面“三机”控制中设备定位及任务协调研究

<正>随着国家能源需求日益旺盛,以煤炭为主的能源结构将持续很长时间,而煤炭资源的安全高效开采问题,已经成为资源环境领域的重点研究课题。本文在国家"863"课题基金的资助下,以综采工作面"三机"装备一采煤机、液压支架和刮板输送机为研究对象,以实现井下工作面无人化采矿为目标,开展"三机"设备定位及任务协调研究。通过掌握"三机"协同运动规律,建立"三机"系统运动学模型,进而综合惯性导航理论以及超宽带无线传感网络定位理论,构建采煤机INS/UWB协同定位模型,实现封闭空间下采煤机高精度定位定姿。在此基础上,分析采煤机、液压支架与刮板输送机相互约束规律,     

基于组合定位技术的采煤机姿态监测系统研究

针对目前所采用的采煤机姿态监控方案监测稳定性差、精度低,无法满足姿态连续性监测要求的现状,提出了一种基于组合定位技术的采煤机姿态监测系统。该系统以全站仪和无载波通信技术为核心,实现了对采煤机工作时姿态的连续性精确监测,根据实际应用表明该监测体系具有监测精度高、稳定性好的优点,为实现采煤机的自动截割作业和井下无人化作业奠定了基础,具有较大的应用推广价值。     

多目视觉与激光组合导航AGV精确定位技术研究

为进一步提高自动导引车(AGV)的定位精度,提出了一种多目视觉与激光组合导航的精确定位方法。该方法首先提出了一种基于双目视觉实时测量的AGV位姿控制技术,通过多目视觉系统来识别导引线侧的多个圆形标识点完成前瞻预判与精准定姿。采用基于代数距离方差校验的改进型最小二乘拟合椭圆算法来确定各标识中心坐标,结合激光扫描与视觉定位信息,采用无迹卡尔曼滤波算法进行多传感器信息融合,最终实现精确定位。实验结果表明:使用该方法后定位精度明显得到提高,控制曲线更为平滑,定位鲁棒性更好,姿态调整精度可达±0.5°,停车定位精度可达±1 mm。     

大射电望远镜FAST的控制与GPS动态检测

本文讨论了大型球面射电望远镜舱体系系统的分布式控制方案及其实现形式,提出了悬索长度的P－PID双模控制策略;运用稳定边界整定法与单形替换优化法相结合得到了位置环PID参数的整定结果;依据GPS载波相位差分精密动态定位原理,分析了馈源舱位姿GPS动态检测系统的组成,并给出了在动态检测时需要使用的馈源舱闰姿转换矩阵和求解方程,与GPS动态定位系统相结合就可以完成对馈源舱位姿的跟踪检测,实现舱体的闭环控制。     

采煤机记忆截割技术的研究

介绍了采煤机记忆截割技术的总体方案和工作原理,研究了采煤机位置和姿态定位系统,并建立了采煤机位置定位和姿态定位的空间三维坐标数学模型,介绍了采煤机记忆截割系统的控制和数据回放两大模块,设计了采煤机记忆截割的截割数据记录和回放流程。     

煤矿井下采煤机姿态调整牵引机构的应用研究

针对现有采煤机单列调姿机构工作时存在的冲击振动大、侧向力大,影响采煤机工作稳定性的缺陷,提出了一种新的基于液压浮动支撑的调姿牵引机构,并利用仿真分析软件对其工作时的动态特性进行了研究,结果表明新的调整牵引机构能够显著地改善采煤机运行时的受力,极大地改善了采煤机的运行特性。     

矿井智能化联控综采技术的研究

针对煤矿井下环境恶劣、远程视频监测质量低、支架位姿监测准确性差、支架与采煤机易干涉的难题,提出一种新的煤矿井下智能化联控综采技术。通过综合应用物联网技术,建立了井下高清视频实时监测系统、液压支架姿态智能监测和防片帮控制系统,可实现对井下综采作业过程的智能化控制。     

基于测量头技术的去毛刺机器人系统设计

为解决铝铸件生产线上去毛刺机器人加工时需要人工对顶尖定位的问题,提出了使用测量头搜索定位工件位姿的去毛刺加工系统,阐述了测量头检测定位的流程、工件位姿检测的数学模型、工件位姿修正等的实现方法,并经实验验证该系统可行有效。     

某大型飞机机翼翼盒数字化装配测量调姿技术应用研究

本文根据某大型飞机机翼翼盒数字化装配系统应用研究,对大尺寸前后缘组件、壁板组件的测量调姿定位技术分别进行了详细介绍,并分析对比了机翼盒数字化装配测量调姿在质量与效率上与传统工艺方法的差别。     

基于互联网+的采煤机智能化关键技术研究

鉴于互联网技术能够使采煤机开采时自主定位以及可以实现对采煤机地面远程监督并操纵的优势,从我国采煤机智能化及辅助设备技术的发展及现状入手,重点分析采煤机智能截割技术及其实现途径,并归纳总结了采煤机智能化技术的发展方向。     

基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统

针对偶件装配对同轴度的要求,提出了一种基于柔性解耦梁和显微视觉技术的同轴定位调整系统.为满足同轴度在线调整和轴套的位姿保持,设计了一种“田”字型两自由度柔性解耦梁机构,并结合微动平台和夹具来实现同轴度调整时零件轴的精确定位.根据力学原理,建立了柔性梁的刚度模型,结合有限元法进行仿真分析,确定出梁的结构参数尺寸.对同轴定...     

面向掘进机的超宽带位姿检测系统精度分析

为实现悬臂式掘进机的无人化作业,提出了一种基于超宽带(UWB)测距技术的位姿检测方法;通过分析悬臂式掘进机工况环境及局域定位技术原理,设计了UWB位姿检测系统,该系统利用4个搭载UWB模块的移动基站机器人对机身节点进行测距,经过解算测距信息得到掘进机位姿参数;并开展了狭长封闭巷道中的UWB测距精度验证实验,仿真分析了基于直接解析法和基于Caffery算法的系统位姿精度。研究表明UWB模块在狭长封闭巷道中的测距精度可达2 cm,系统三轴定位精度在10~95 m的狭长封闭空间中从4 mm~3 cm呈线性增加,系统航向角、俯仰角、横滚角精度从0.2°~1.5°呈线性增加,满足悬臂式掘进机位姿检测精度要求,为掘进机自主巡航的实现提供了基础。     

综采面采煤机喷雾降尘控制系统改进优化研究

针对综采工作面采煤机在采煤过程中产生大量煤尘的问题,对采煤机原有喷雾降尘设备的喷雾原理、降尘效果进行了研究,对综采工作面的粉尘浓度与运移规律进行了分析,提出了一种基于可编程序控制器PLC的采煤机喷雾降尘控制系统,利用电参数采集模块、粉尘浓度传感器、红外定位传感器和可移动摄像头对采煤机的各项工作参数、工作位置、状态以及综采面的粉尘浓度进行了多信息、多点采集与监控,实现了综采面采煤机的远程监测和喷雾系统的自适应控制,通过采煤机截割实验台对原有系统和改进优化后的控制系统进行了降尘效果测试。研究结果表明,改进优化后的喷雾降尘控制系统能够精确控制喷雾降尘,系统响应速度快、鲁棒性好,保证了综采面采煤的煤质和安全生产,提高了系统的自动化水平。     

MXG-500/4.5H电牵引采煤机滚筒内喷雾旋转密封的改进

本文对新型电牵引采煤机内喷雾旋转动密封所存在的问题进行了分析,提出在新型电牵引采煤机上应用四氟乙烯(PTFE)与橡胶组合的密封方案,并对改进后组合密封的特点进行了评述。     

基于虚拟样机技术的采煤机调高液压系统的仿真

对采煤机液压调高系统进行了理论建模分析,在ADAMS中建立液压系统模型,应用液压调高系统与机械部分耦合技术进行了采煤机液压调高仿真与分析,验证了该采煤机液压系统模型的精确性。     

全自动电池箱更换设备定位技术研究

本文在对电动汽车车身停靠位姿误差及电池箱相对位姿误差分析的基础上,提出了基于视觉传感器的矩形目标全局粗定位和激光传感器的三角目标局部精定位的二次定位技术,很好的解决了电池箱位姿的自动精确定位问题,使得电池箱更换设备对不同电动汽车电池箱具有广泛的适应性.