基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法

针对目前液压支架直线度测量方法存在测量维度低、误差较大、易受粉尘影响等问题,提出了一种基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法。该方法主要用于支撑掩护式支架,在架间行走机器人上布置传感器,用于直接测量液压支架底座的横向偏移、纵向偏移、横向斜角和纵向倾角等多维位置偏移信息,从而通过支架位置偏移量表征液压支架的直线度信息。试验结果表明,相邻两架偏移误差值在0.2cm以内,相邻两架角度误差在10′以内;当模型增加到100架支架,依据常规液压支架1.5m的中心距计算,在工作面长度为150m时,预计会产生位置偏移累计误差10cm,角度累计误差8°20′,对于长度不超过150m的短距离综采工作面,这个累计误差在可接受的范围内,可满足液压支架直线度的测量需求。相比于传统的一维测量信息,该方法通过4维位置偏移信息可为液压支架群的控制提供参考。     

基于STM32的雨水发电测量装置设计

为了实现在晴天的时候可以模拟雨天雨水从楼顶下落时的情景,同时记录雨水所能产生电压的大小,设计了一个基于STM32单片机的雨水发电测量装置实验平台。实验平台通过滚珠丝杠机构装置调整雨水下落的高度;利用AS-136液位变送器将所采集到的水压信号经RS485通讯传送到STM32单片机上;利用ADC0808将发电机电压传送到STM32上的LCD液晶显示屏上显示;利用矩阵键盘来控制液晶显示屏上显示的是发电机的电压还是所测量水压的值;根据测量水压的大小,通过光电耦合器控制继电器的开关,从而达到控制电动机的停转。实验表明:此套装置可以模拟雨天雨水从楼上降落的过程,并可以调整雨水落下的高度,对探究雨水发电的可行性及稳定性做了分析。研究对开发新能源测量装置有借鉴意义。     

靶面激光光斑尺寸原位测量的研究

提供了一种简便易行的靶面激光光斑尺寸原位测量的方法。从高斯光束的横向光强分布特性出发,建立了激光烧蚀斑半径与辐照激光能量、光斑尺寸、烧蚀阈值间的关系式,模拟分析发现辐照激光光斑尺寸对烧蚀斑半径随辐照能量变化曲线有较大影响。对于脉宽为2 ms,波长为1064 nm的激光,实验测量了不同能量激光辐照下相纸烧蚀斑半径,并用推导出的关系式拟合测量数据,获得了靶面处光斑尺寸和样品烧蚀阈值。同时,也测量了不同位置处的光斑尺寸和样品烧蚀阈值,对高斯光束束腰位置和样品烧蚀阈值的光斑尺寸效应进行了验证。研究结果表明该技术结果可靠,简单高效。该技术可以为高能激光与固体物质相互作用的基础研究和激光加工等应用领域中实现简单方便地测量靶面光斑尺寸提供帮助。     

基于三维激光扫描技术的临近爆破施工隧道变形监测方法

为精确分析临近爆破作业点的隧道内壁变形情况,针对含有较多管线的隧道,提出一种简洁高效的切片提取分析方法。采用标靶与ICP结合的点云配准方法,采取多种滤波方式结合的方法去除隧道既有管线、离散点等噪声点,提出总体最小二乘(TLS)的方法拟合隧道地面平并得出其参数α、β、γ,利用垂直关系求出隧道基准面参数α′、β′、γ′,计算出诸多点云法向量后寻找到夹角小于2°的最佳基准面,设置固定距离d进行切片提取,依据提取的切片点云获取其重心坐标、重心距等几何参数,对同期数据分析以及多期数据间比较,得出采用点云切片的算法可以精细分析隧道各位置变形情况、且随着测距测角增大,误差会逐渐增大的结论。     

磁场环境下铝电解熔融铝液成分激光诱导击穿光谱原位测量分析

铝电解车间具有高温、强磁、多粉尘等环境特点,当前生产过程中熔融原铝的成分检测主要是人工取样然后离线分析,化验过程及结果具有较大的滞后性,故将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于铝电解车间铝液成分原位、实时测量具有重要意义。实验采用Nd:YAG脉冲激光器,多通道光纤光谱仪和电感耦合器件(CCD)探测器组成的激光诱导击穿光谱测量系统对电流为400kA电解槽中熔融铝液的主要成分铁、硅进行了探测,对原铝中部分元素的特征谱线进行了归属分析。考察了激光能量在磁场环境下的衰减变化及谱线梯度变迁规律,结果表明,距离电解槽边缘约2m处激光能量衰减达最大。分析了磁场对测试系统的影响,并建立了定标曲线,铁和硅两种元素按照内标法建立的定标曲线拟合度分别为93.50%和97.10%,采用该模型进行了测试实验,并用国标GB/T 7999—2015中光电直读发射光谱(OES)测试的相关指标验证测试结果的重复性与允许差。实验证明,LIBS技术在电解铝行业在线检测方面具有较好的应用前景,但是测试的稳定性与重复性也是面临的一个重要问题。     

液压缸非线性弹簧力约束下轧机吸振器参数的优化

考虑四辊轧机液压缸非线性弹簧力约束的因素,引入吸振器控制装置,建立带有轧机吸振器的轧机辊系振动动力学模型;通过对轧机吸振器基本参数的优化,得出吸振器最优的阻尼系数和刚度系数;仿真分析不同质量、弹簧力、摩擦力对轧机辊系振动幅频特性曲线的影响规律,得到轧机吸振器的最优质量可以有效提高系统稳定性,轧机吸振器的最优弹簧力可以缩小系统的不稳定区域,轧机吸振器的最优摩擦力可以有效降低幅频特性曲线的高度,为有效抑制轧机辊系垂直振动提供理论支持。