煤矿井下机器人钻臂智能控制研究

煤矿井下作业环境复杂且恶劣,经常发生危险状况,严重威胁到作业人员的人身安全及健康,通过引入机器人替代人工钻孔,能够在一定程度上减少煤矿井下事故,确保煤矿井下生产的安全性。介绍电液比例控制系统模型构建方案,对机器人多关节间的耦合及补偿进行阐述,最后对神经网络控制进行分析。     

隧道凿岩机器人钻臂动力学研究

本文运用机器人学动力学理论对凿岩机器人钻臂进行动力学分析。建立了钻臂的动力学模型，该研究对于钻臂零部件、驱动油缸的设计及凿岩机器人的控制系统设计具有重要的参考价值。     

多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人关键技术

针对煤矿巷道掘进智能化进程中存在的“掘快支慢”难题,总结分析了国内外快速掘进钻锚技术和装备以及类似多任务多机械臂控制技术的研究现状,指出研发具有多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人是破解永久支护难题的重要发展方向。提出了多机械臂多钻机协作的钻锚机器人基本方案,凝练了影响钻锚机器人性能的“有限时空多机械臂与多钻机布局优化、面向装卸任务的机械臂姿态控制、复杂受限空间机械臂最优轨迹规划和多机械臂多钻机智能协同控制”四大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在有限时空约束下钻锚机器人结构布局优化问题,构建了钻锚机器人配置优化模型,提出了时空最优的钻锚机器人多机械臂与多钻机结构布局方案,旨在提高钻锚效率的同时获得最优空间布局;针对机械臂与钻机协同位姿控制问题,提出了基于机器视觉和强化学习的机械臂抓取与布放控制方法,旨在提高机械臂末端位姿控制精度,实现精准装卸物料作业;针对复杂受限空间机械臂最优轨迹规划问题,建立了机械臂多目标轨迹优化模型,提出了基于随机采样与包围盒相结合的机械臂防碰撞轨迹优化方法,旨在保证机械臂在搬运过程中安全、可靠、高效运行;针对钻锚机器人多机械臂与多钻机并行协同控制问题,构...     

凿岩机器人钻臂定位系统PCM液压伺服控制研究

介绍了在凿岩机器人钻臂定位液压控制系统中采用PCM伺服控制而进行的可行性研究、相应的控制系统的设计以及计算机仿真和实验。实验结果显示,该系统重复精度<0.1mm,能满足凿岩机器人的钻臂定位精度和深孔凿岩工艺要求。     

隧道凿岩机器人钻臂各液压缸驱动力计算

运用机器人理论中的坐标变换原理，求出钻臂机构处于不同位姿时各油缸的驱动力。该方法与传统的几何分析法相比，具有简单、清晰、便于计算机解算的特点。     

凿岩机器人钻臂动力学方程中广义力的计算

运用虚位移原理．求出钻臂动力学方程中各关节的广义力。     

面向煤矿井下局部复杂空间的机器人三维路径规划方法

自动机器人逐渐开始应用于井下无人或少人煤炭开采、危险探测和救灾过程中。根据井下局部复杂空间比较小而且密闭,障碍物分布复杂,地面不平整的特点,提出了一种基于混合蚁群-蜂群算法的井下局部复杂空间机器人三维路径规划方法。所提出的井下局部复杂空间机器人三维路径规划方法具有产生初始可行路径简单,探索新的可行路径能力强的特点,可有效解决蚁群路径规划算法可能过早陷入局部最优解,人工蜂群算法迭代次数过多的问题。对所规划的三维折线路径采用了B-spline插值方法进行了曲线化拟合,可产生出井下机器人最优的连续平滑路径,更有利于机器人平稳行进。仿真结果表明:采用所提出的基于混合蚁群-蜂群算法的井下局部复杂空间机器人三维路径规划方法,机器人可有效对在井下局部复杂空间进行三维路径规划。     

煤矿钻锚机器人控制系统设计

针对目前煤矿井下巷道掘进作业中锚杆支护环节存在的人工操作频繁、支护效率低等问题,研究设计了一种结构简单的煤矿钻锚机器人。主要设计了钻锚机器人的控制系统,选用罗克韦尔Compact Logix系列MicroLogix 1100控制器,融合多传感器技术,通过工业以太环网EtherNet实现机器人本地遥控控制和远程人机交互控制。对钻锚机器人控制系统进行硬件选型配置和软件设计,实现钻锚机器人自动控制。为煤矿井下钻锚设备智能化研究提供设计依据。     

煤矿井下喷浆机器人关节力学特性研究

煤矿井下喷浆机器人作为煤矿智能化过程中的重要装备,为煤矿支架护栏、矿井隧道及边坡支护喷射成形提供重要的装备基础。分析了喷浆工艺,建立喷浆机器人各关节之间的线性力平衡方程,运用数值分析的方法对喷浆机器人各关节受力进行仿真分析。仿真结果表明:喷浆机器人不同关节的受力大小及变化趋势不同。关节1受力峰值最大且波动最大,关节8受力峰值最小且波动最小。该研究可为煤矿井下喷浆机器人关节结构优化及使用寿命的提高提供理论依据。     

双三角钻臂交幅机构的简化模型

从液压系统的基本方程入手，对双三角钻臂变幅机构进行了机理建模。在建模过程中，忽略对模型精度影响不大的一些次要因素，获得了系统的简化模型，为实现钻臂的轨迹跟踪和精确定位控制创造了条件。     

基于PC104的煤矿救灾机器人控制系统

结合煤矿救灾机器人的应用环境,设计了一种基于PC104的控制系统。根据系统需要完成的任务特点,确定了硬件构架和软件体系。详细分析了系统的导航与避障算法,提出了融合陀螺仪、加速度计、电子罗盘和履带轴编码器等传感信息的航位推测法和基于行为的机器人半自主控制策略。通过模拟矿井试验,验证了控制系统的合理性。     

基于模型参考自适应的煤矿井下探测机器人控制系统研究

针对矿井下复杂状况,将模型参考自适应控制算法应用于煤矿井下探测机器人TUT-CMDR,构建直流电机传动系统的数学模型,采用波波夫超稳定性理论设计自适应控制器,并在Matlab/Simulink环境下建模仿真,结果表明系统在电机参数和负载变化时能很快恢复到稳态值,具有较强的自适应能力。     

基于Q-learning算法的煤矿井下移动机器人路径规划

如何针对煤矿井下环境的不确定性规划机器人的路径是其中的一个难点。文章提出了一种基于Q-learning算法的移动机器人路径规划,希望对提高机器人救援的避障能力的提升,起到一定的促进作用。     

基于多传感器的煤矿探测机器人控制系统研究

针对煤矿探测机器人在煤矿井下事故现场未知环境中的控制需求,研究了基于多传感器的智能控制系统原理与构架方式,提出了煤矿探测机器人3层分布式模块化控制结构,其核心决策规划系统采用多智能体Agent原理进行设计,各个功能Agent按照机器人的行为决策过程递阶分布,各模块间按照反应式的行为准则相互协调配合,完成探测机器人的决策与控制过程。经试验验证,该系统可以使煤矿探测机器人具有处理复杂任务与应对煤矿井下地形环境的能力,实现了机器人的智能控制。     

基于模块化异构多机器人的煤矿灾害处置系统

针对煤矿环境提出一种新的煤矿灾害处置系统,即基于模块化异构多机器人（MHMRS）的煤矿灾害处置系统。该系统是以功能已知的基本单元,采用模块化组合构成不同结构的成员机器人、多个成员机器人形成的多机器人系统。系统具有构建简单、模块体积小、模块结构多样等特点,适合煤矿井下灾害处置需要。给出了试验研究平台的结构,研究了该系统在煤矿灾害处置中的应用特点和方式,提出采用应急临时网络降低人工救援的风险,提高救援系统应对灾害的能力。     

煤矿悬臂式掘进机立体综合降尘技术

平宝煤业有限公司首山一矿使用悬臂式掘进机掘进岩巷及煤-岩巷,掘进工作面粉尘大,颗粒小,吸水性差,影响工人身体健康和施工安全。通过安装和使用新型高压降尘装置——GC50/12型掘进机自动喷雾降尘装置,克服了这一问题。试用表明,该新型降尘装置能有效降低掘进机切割过程中的粉尘浓度,提高工作面能见度,改善作业环境,保障工人身体健康和施工安全,提高工程质量。     

煤矿救援机器人系统运载车的设计与研究

煤矿救援机器人系统运载车设计是一个涉及多门学科的交叉研究领域。概述了煤矿救援机器人系统运载车设计中的关键技术要点,从运载车的车体设计、结构设计、关键部件设计、移动路径设计等方面探讨了煤矿救援机器人系统运载车的设计及应用开发前景。