摘要：柔索驱动并联机器人具有运动速度快、工作空间大以及动态承载能力强等优点而被用于煤矸石的快速精准分拣。然而,由于柔索的柔性和单向受力特性,在运动过程中柔索必须时刻保持张紧,使得柔索驱动拣矸机器人的精准分拣控制面临着巨大挑战。同时,拣矸置矸过程所导致的动态冲击和动力学参数的不确定、以及外界干扰等因素势必会影响拣矸机器人末端抓斗的运动精度,甚至导致目标矸石的抓取工作失败。因此,提出了一种能够保障拣矸机器人末端抓斗运动精度的鲁棒自适应模糊控制策略,以克服拣矸置矸过程所产生的动力学参数扰动和外界干扰等因素的影响。基于Lyapunov稳定性理论,证明了所提控制策略的稳定性。并通过空间螺旋轨迹和实用的分拣轨迹对所提出控制策略的控制效果进行了仿真分析。结果表明:末端抓斗对预定运动轨迹的跟踪效果良好,最大位置跟踪误差和均方根误差分别为2×10^(-2) m和8.9867×10^(-4) m;柔索驱动力光滑连续且满足柔索驱动力约束条件。证明了文中鲁棒自适应模糊控制策略对柔索驱动拣矸机器人轨迹跟踪控制有效且可靠。研究能够为柔索驱动拣矸机器人的进一步应用奠定良好的理论基础。

摘要：针对掘进设备远程控制中存在的设备决策能力低,掘进效率不高,安全隐患大等问题,提出了一种数字孪生驱动的掘进机器人决策控制方法。通过分析对比当前数字孪生技术在煤矿领域的研究情况,设计了数字孪生驱动的掘进机器人决策控制系统体系框架,包含物理空间、虚拟空间、孪生数据、规划层、控制层、执行层6个模块,以实现虚拟样机自主规划决策,远程控制物理样机同步运动的目的。首先,结合虚拟现实技术研究了非结构化环境下的局部避障策略,建立掘进机器人运动控制模型与传感观测模型,利用激光雷达将巷道中的障碍物在虚拟环境中进行重建,采用Ray-Col方法进行机器人与障碍物之间的碰撞检测,为机器人的路径规划决策奠定基础;其次,结合深度强化学习技术研究了基于虚拟智能体的全局路径规划方法,提出了基于改进PPO算法的Muti-PPO算法,通过奖惩机制建立掘进机器人虚拟智能体,并在Unity3D平台中进行训练,训练结果表明Muti-PPO算法相比于PPO算法、SAC算法,平均奖励值分别提升了13.82%与11.31%;标准差分别下降了17.85%与16.81%;最高奖励值分别提升0.14%与0.43%,其性能在3种算法中达到最优;最后,搭建决策控制平台,将虚拟空间中产生的决策指令发送至物理样机的末端执行器,通过物理样机传感器数据驱动虚拟样机同步变化。根据系统的规划决策、双向映射与远程控制功能,设计路径规划试验与虚实同动试验对其进行验证。路径规划试验结果表明,在3种不同复杂程度的工况下,虚拟智能体路径规划结果与目标点的误差在1.2 cm以内,且能够将控制信息传输至物理空间中,远程控制机器人运动;虚实同动试验结果表明,在掘进机器人运行过程中,虚拟样机与物理样机保持同步运动,两者在巷道中的位姿均保持一致。该方法实现了“数据驱动、双向映射、碰撞检测、自主决策、人机协作”的无人化决策控制新模式,为掘进设备的智能化提供了新的思路。

摘要：针对恶劣工况环境下复杂矿用设备状态监测与预测性维护困难等问题,结合状态监测、故障预警和预测维护等多种综合建模与分析预测技术,提出了一种基于数字孪生的预测性维护系统。首先,介绍了复杂矿用设备数字孪生体的设计流程与构建原理,并在搭建数字孪生体的过程中实现了预测性维护系统的功能;然后,研究了基于LabVIEW、MySQL和Unity3D的状态数据获取方法,利用Unity3D开发引擎搭建了三维可视化复杂矿用设备状态监测平台,并通过虚拟空间可视化展示设备当前状态;最后,分析了优化BP(back propagation,反向传播)神经网络在复杂矿用设备故障预警中的适用性,同时利用MATLAB软件建立了复杂矿用设备关键零部件的预测性维护模型,并将预警结果通过MySQL数据库传输至Unity3D开发引擎,以驱动和部署预设维护流程,实现设备状态实时监测下的关键零部件故障预警。根据采煤机液压系统的实际维修流程,制定了混合现实(mixed reality, MR)预测性维护策略,并以采煤机摇臂部液压柱塞泵为实验对象开展有效性验证。结果表明,所构建的预测性维护系统的故障预测准确率高于90%,且故障预警结果可驱动HoloLens眼镜实现虚拟指导的维修交互,验证了该系统预测性维护功能的有效性。研究结果可为复杂矿用设备的预测性维护提供新思路。

摘要：为了对比临空面与常规工况下的滚刀破岩性能规律,采用实验和仿真相结合的方法,分别开展了两种工况下滚刀切割红砂岩破岩实验和破岩仿真研究,分析了两种工况下岩石破碎状态、滚刀受载以及破岩比能耗等规律.研究结果表明:相比常规工况下滚刀破岩,临空面下滚刀破岩可以提升岩体内部主裂纹扩展能力,促进大块岩碴的形成;同时,临空面工况下的滚刀破岩载荷和破岩比能耗也得到显著改善.临空面下的滚刀破岩总载荷和破岩比能耗约为常规工况下滚刀破岩总载荷和破岩比能耗的66%和3%.研究结果可为TBM高效破岩提供参考.

摘要：根据产品数据管理(PDM)系统对柔性编码系统的要求,分析了面向多视图的柔性编码系统组成原理.编码的生成和使用在一定的上下文中进行.基于该组成原理对面向多视图的编码系统体系结构进行了研究,并设计了系统的实现类图.该系统支持5种码段的建立,提供柔性定义编码规则的工具,在不同视图下的编码规则能够驱动事物编码的自动生成.在总结系统实现的一般特性基础之上,以零件编码为例对面向多视图柔性编码的过程进行了验证和说明.

摘要：为了获得不同硬度滚刀切割硬岩磨损性能变化规律,基于滚刀线性切割实验台,开展了缩尺寸滚刀切割硬岩磨损试验,分析了不同滚刀的磨损垂直载荷、磨损量及磨损形貌等特性。研究结果表明:滚刀硬度对滚刀切割硬岩磨损垂直载荷影响不大,但不同滚刀硬度下的磨损量、磨损形貌及磨屑具有较大差异。随滚刀硬度增加,滚刀磨损量先减小后增大,滚刀磨损形貌由犁沟变形和剧烈微观切削向微弱微观切削及脆性断裂转变,磨屑由长宽丝状向短细丝状及粉状形态转变。存在最优滚刀硬度使得滚刀磨损性能最好,切割文中硬岩试样的最优滚刀硬度为HRC 57.0,研究结果可为滚刀耐磨性设计及其选配提供参考。

摘要：为了研究19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形过程的变化规律,采用DEFORM有限元分析软件,分析了在始锻温度为1150℃、成形速度为25 mm·s^(-1)的成形条件下盘形滚刀刀圈模锻成形过程中成形载荷、刀圈形状、金属流线等的变化情况。结果表明:滚刀刀圈模锻成形过程由模锻初期、模锻中期、模锻后期3个阶段构成;金属坯料对于模具的填充过程上下并不对称,上模和下模型腔的填充速度不同,上模型腔先于下模型腔被填满;模锻成形过程中刀圈的整体温度均有所降低,其中,刀刃处的温度下降最少,较始锻温度下降了7.8%,刀圈圆弧过渡区的温度下降最多,较始锻温度下降了34.78%;刀圈应力由内向外逐步增大,其中刀刃处的等效应力最大,较平均等效应力高13.54%。

摘要：冯小刚是中国当代著名的电影导演,他在商业片制作中取得了骄人的成绩,如今冯小刚贺岁电影已家喻户晓。冯小刚电影有独特的艺术特色,在电影创作中,冯小刚借鉴了小品、相声等传统艺术形式,运用了拼贴、戏仿、讽刺、夸张等后现代艺术手法,展现了都市生活背后冷漠的心灵、漂泊的灵魂、怀旧的意识,展现了市井平民的生活状态。

摘要：工程项目在建设过程中面临大量繁杂的工序交接,顺畅的工序交接可以保障有效的工程进度管理。燃煤发电工程具有系统复杂、建设工期长、工序交接的内容和类型复杂多样的特点,本文基于工程总承包管理模式下的燃煤发电工程工序交接过程质量管理,通过对某工程现场管理过程中工序交接现状的分析,提出几点提高工序交接过程中质量水平的方案,通过方案的实施,施工过程中工序交接的效率得到提升,对工期管理产生积极的影响。

摘要：对无动力情形的借金星引力辅助变轨进行了研究,并完成了火星探测轨道的设计;首先使用Jacobi积分得到了蒂塞朗准则,在利用速度矢量图对借力飞行轨道的特性进行分析后,得到了Williams提出的C3匹配法,证明了蒂塞朗准则和C3匹配的同一性;在搜索借力飞行的可行性转移轨道中,采用C3匹配对借金星引力的火星探测轨道进行了仿真,并对结果进行了分析,最后使用蒂塞朗准则对C3匹配的仿真结果进行了检验。