基于标识卡、智能矿车、智能矿灯的矿山物联网技术发展与挑战

目前矿山物联网的研究领域主要是标识卡、智能矿车、智能矿灯等几个领域,所以基于上述3类应用领域,总结了近年来这3类应用的研究进展以及面临的主要挑战,并分别提出了相应的应对措施。目前标识卡与矿车、矿灯结合仅应用于定位与瓦斯监测方面,功能单一。基于Zig Bee与RFID的井下定位技术、应用功能的多样化,是未来矿山物联网技术发展的重要方向。     

基于RFID技术的矿井运输车辆定位跟踪监控系统研究

为了提高煤矿井下矿车调度效率、实时了解矿车运输物料的信息和各路段矿车的数量、降低调度的盲目性以及防止安全事故的发生,文章研究了一套基于RFID技术的矿井运输车辆定位跟踪系统并重点介绍了该系统软硬件设计过程.实际应用表明,该系统安全、可靠、实用,提高了煤矿井下轨道运输监控系统的智能化水平.     

液压式矿车自动清车装置的设计与应用

同煤集团马脊梁矿1t固定式矿车箱体内黏附煤矸形成桶底现象相当严重,降低了矿车的运输能力和周转率,造成运输系统矿车车辆循环加急、车皮供应不足的现象。基于该情况,自行设计和加工了一款液压式矿车自动清车装置,对该自动清车装置的结构组成、工作原理进行了分析。实践应用效果良好,解决了矿车箱体内黏附煤矸的问题。     

基于改进粒子群算法的矿车调度系统设计

提出了改进粒子群算法,提高了计算速度;以矿车等待时间短和装卸车距离短为原则给出了矿车调度系统的目标函数,用改进粒子群算法计算矿车调度系统的最佳调度方案,提高了矿车资源利用率。设计了基于改进粒子群算法的矿车调度系统的结构以及该系统软件的各功能,使矿车调度系统更便于操作。     

基于逆向工程的新型矿车开发设计与关键技术研究

为提高新型矿车的开发水平，降低其研发的人力物力，研究设计了一种基于三维照相扫描仪的新型矿车开发方法。通过Focus 350三维扫描仪等硬件获得新型矿车驾驶室上部的点云数据，并采用Geomagic Studio软件对不同位置、不同摄像头的点云数据开展了连接、滤波、精简以及插补操作，由CATIA软件完成了新型矿车驾驶室上部的曲面重构，建立了曲面重建光顺性的评价方法，得知所重建新型矿车驾驶室上部曲面模型曲率变化的最大值为0.012 mm-1，最小值为-0.838 mm-1。最终，通过上述研究方法对整车进行开发与加工制造。该研究可为我国自主研发新型矿车提供理论参考与依据。关键词 三维照相扫描仪 Geomagic Studio 矿车 CATIA 逆向工程基于逆向工程的新型矿车开发设计与关键技术研究 王建军1 武秋俊1 马文斌2，3 李寒雄41 （1. 河北机电职业技术学院机械工程系，河北 邢台 054000；2. 青海交通职业技术学院汽车工程学院，青海 西宁 810003；3. 重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆 400074；4. 金属矿山设备制造与先进技术辽宁省重点实验室，辽宁 沈阳 110004） 摘 要 为提高新型矿车的开发水平，降低其研发的人力物力，研究设计了一种基于三维照相扫描仪的新型矿车开发方法。通过Focus 350三维扫描仪等硬件获得新型矿车驾驶室上部的点云数据，并采用Geomagic Studio软件对不同位置、不同摄像头的点云数据开展了连接、滤波、精简以及插补操作，由CATIA软件完成了新型矿车驾驶室上部的曲面重构，建立了曲面重建光顺性的评价方法，得知所重建新型矿车驾驶室上部曲面模型曲率变化的最大值为0.012 mm-1，最小值为-0.838 mm-1。最终，通过上述研究方法对整车进行开发与加工制造。该研究可为我国自主研发新型矿车提供理论参考与依据。     

复合材料矿车车箱的可行性与先进性研究

矿车是矿山运输和提升中的主要设备,实现结构轻量化是提高运输效率的重要途径,也是绿色矿山建设的需要。基于对矿车主要性能的要求,从矿车制动距离、运行速度、矿车车箱与矿物的粘连性、矿车的腐蚀和矿车动态稳定性方面,对矿车主要部件——车箱目前存在的问题进行了分析,探讨了应用复合材料代替钢板制作复合材料矿车车箱的可行性,提出了基于复合材料的解决方案。通过充分的理论和翔实的数据,论证分析了复合材料车箱在轻量化、表面质量、耐腐蚀、减振降噪以及制造工艺等方面的先进性,并简析了其经济性。研究表明,复合材料是一种可用于矿车车箱制造的理想材料。它可以有效实现矿车的减重、节能、延寿和增效。     

基于自锁原理的新型斜井自制动矿车设计

为预防斜井跑车事故的发生,提出了一种基于自锁原理的新型斜井自制动矿车。矿车通过检测跑车时牵引钢丝绳拉力的变化来触发制动装置,通过制动杆与轨道接触进行制动。同时设计了摆锤机构,防止矿车在通过上下变坡点时因钢丝绳拉力变化而使制动装置的误动作。该新型矿车为斜井跑车防护装置的设计提供了参考。     

基于射频识别的矿车定位监测系统

为了合理、高效地调度矿车,介绍了一种基于射频识别的矿车定位监测系统。详细阐述了无线检测分机和通信接口等关键部件的组成,简述了软件的工作流程。无线检测分站以射频识别为核心,识别进入该区域的矿车;通信接口接收无线检测分机的数据,并把数据传给上位机。并且通过现场使用,能够明显提高矿车使用效率,具有较好的应用前景。     

煤矿扒乘矿车事故原因分析及控制策略

针对煤矿扒乘矿车事故现状,运用统计分析的方法对近几年煤矿扒乘矿车事故案例进行研究,对扒乘矿车事故的不安全动作及扒乘矿车的隐患分类.基于行为安全模型,分别从知识、意识、习惯的角度研究了导致扒乘矿车行为的原因.最后提出了通过集中授课、播放事故案例动画、虚拟现实训练的培训形式,以安全知识普及、案例展示、乘坐人车注意事项为培训内容的安全培训体系,从而控制煤矿扒乘矿车行为.     

偏移补偿式轨道矿车牵引装置设计

胶轮式牵引车能有效解决煤矿井下轨道矿车大坡度的牵引问题,牵引车行驶路线较灵活,但轨道矿车只能沿着轨道行驶,当胶轮式牵引车偏移时,轨道矿车受侧向力作用,极易倾翻脱轨。通过对胶轮式牵引车的各种牵引工况及各工况下轨道矿车受力进行分析,研究设计了具有偏移补偿式轨道矿车牵引装置。经井下工业性试验运行证明,该牵引装置有效地解决了胶轮式牵引车牵引轨道矿车过程中矿车易脱轨的问题。     

新型斜井超速制动防跑矿车设计

为解决斜井防跑矿车制动性差的技术难题,设计了一种新型防跑矿车,矿车装有自行设计的连杆增力离心制动器,可对矿车速度进行监测,当速度超过设定值时,制动器对矿车产生制动作用,使其保持一定速度。对该制动器进行了运动学和动力学分析,论证了该方案的可行性,并介绍了该设计方案的技术特点。     

煤矿地面轨道运输矿车自动避障技术研究

介绍了煤矿地面轨道运输矿车自动避障技术。首先介绍了基于雷达的矿车前方障碍物检测技术及其相关算法,然后详细介绍了基于机器视觉的矿车前方障碍物检测系统和常用的图像处理方法以及相关的算法,最后介绍了雷达和机器视觉融合的障碍物检测技术在煤矿地面轨道运输矿车自动避障过程中的应用。     

考虑待装时间的单斗-矿车工艺系统生产率理论计算方法及设备选型配套软件

以交流电传动矿车为研究对象,分别建立了单斗-矿车工艺系统中矿车和电铲生产率的计算公式,提出一种新的矿车作业周期计算方法。在该方法中,考虑矿车待装时间并建立了其计算公式,并利用电铲和矿车性能参数分别计算了作业循环时间中的装料时间、矿车满载运输时间和空载折返时间;给出勺容比和车铲比的推荐公式,定量分析了勺容比、车铲比和矿车等待装料时间对生产率的影响。最后开发出软件程序,它能在满足矿山生产目标前提下,方便快速地输出多种可供比较的单斗-矿车工艺系统设备选型配套方案。     

一种矿车监控系统

根据矿车运行安全的要求,设计了一种能够实时测量记录矿车运行速度并能够向管理人员提供速度信息的矿车监控系统。该系统主要由矿车速度测量记录仪和通信接口组成,重点介绍了各关键部件组成和软件工作流程。现场使用证明了该系统稳定可靠,具有较好的应用前景。     

深海采矿系统浮力配置对集矿车受力状态的影响

基于1 000 m深海采矿试验系统设计参数, 分析了不同工况条件下软管的受力状态和空间形态的特征规律, 研究集矿车接地比压和水平拖曳力的变化规律, 并模拟软管浮力配置的选取, 结果表明:当浮力配置大小及位置固定时, 随着软管内流颗粒体积浓度增高, 集矿车受到的水平拖曳力减小且接地比压增大; 集矿车与中间仓之间水平距离增大时, 软管对集矿车水平方向上的分力增大, 集矿车受到的水平拖曳力增大, 反之减小。通过研究软管形态和集矿车受力状态的变化规律及内在机理, 可为深海采矿系统软管输送参数的优化提供依据。     

一种龙门式矿车清扫机的设计

针对矿车粘附结底对煤矿生产和收益产生的不良因素,介绍了一种龙门式矿车清扫机的设计方案及该产品在生产中的应用,实践证明该设备能够有效清除矿车结底。     

矿车液压悬挂系统研究

为了探求具有较高动态响应和低能耗的矿车悬挂系统,利用负载传感液压系统和蓄能器相结合的技术,构建了一种新型矿车液压悬挂系统。该悬挂系统的负载传感液压系统能使输出压力与流量自动适应负载需求,提高系统工作效率;而蓄能器能大大提高系统的动态响应。根据系统组成,建立矿车液压悬挂系统数学模型,利用MATLAB软件进行仿真分析。仿真结果表明:与传统方式的悬挂系统相比,该液压悬挂系统具有较好的动态性能和节能效果,有利于矿车液压悬挂系统的进一步研究。     

煤矿井下新型液压抓斗式矿车取料机的分析与试验研究

提出了一种新型液压抓斗式矿车取料机以实现上料的机械化。首先分析了该新型矿车取料机的结构形式和工作原理,然后运用ANSYS Workbench软件对关键部件进行了有限元分析,最后对提出的新型矿用取料机开展了样机的试制及工业性试验研究。     

基于CMOS芯片的斜巷矿车智能防跑系统的研究

针对采矿斜巷运输中偶尔发生矿车跑车事故的实际问题，研制出了一种基于CMOS芯片的数字检测、智能防跑系统。指出了国内现有被动防跑装置的缺点，分析了该主动防跑系统实现车速自动检测、数字显示、智能控制、超限报警并实时可靠刹车。巧妙地将矿车自身的机械能转换为矿车的制动力，具有自举供能等优点。推导出了刹车系统中夹轨钳的自锁夹紧条件，给出了具体的设计计算范例。     

基于智能终端矿车调度系统在高村铁矿的应用

针对传统的无线电通讯技术GPS矿车自动调度系统在高村采场应用中存在的不足,提出了基于Android智能设备的GPS矿车自动调度系统,在保障采矿生产效益的同时,降低了成本、消除了安全隐患,方便了电铲、矿车司机等相关人员使用。