摘要：为解决目前悬臂式掘进机工作过程中广泛存在的电机过热烧毁、液压油温过高、寿命难以预测等问题,设计了一种悬臂式掘进机温度管理系统。该系统采用可重构分布式传感网络架构,各测温节点基于湿度补偿式设计,以保证悬臂式掘进机在不同湿度工作环境下的温控精度。该系统能够实时监测、存储和调节悬臂式掘进机中关键组件的温度,有效防止过热和过冷现象的发生,为悬臂式掘进机在复杂工况下的连续稳定运行提供了保障。

摘要：针对悬臂式掘进机液压系统的原理特点和测试需要,设计开发了一套专门用于悬臂式掘进机出厂测试的液压泵站,可为掘进机液压系统测试时提供多路可调节的液压动力油。对液压泵站的原理设计、参数计算、元部件选型、操作流程进行了详细说明。实际应用表明,该泵站油源动力稳定,压力、流量比例连续可调,可提升出厂测试效率。

摘要：悬臂式掘进机截割头在破岩落煤过程中产生的粉尘是一个亟需重视的安全与健康隐患。喷雾技术作为降尘抑尘的有效方法之一,内喷雾和外喷雾具有各自的优缺点。分别对纵轴式截割头和横轴式截割头内喷雾技术和结构进行了阐述和介绍。纵轴式截割头内喷雾是经内置水孔进入密闭水腔,通过截割头体表面多个均匀分布的水孔,并经过线性喷嘴喷出至截割头截齿齿尖处。横轴式截割头内喷雾由截割头、截割减速器、格莱圈形成密封水腔,通过内置水槽的配水管路流至均匀分布的喷嘴座,再由线性喷嘴喷出水雾覆盖到截齿上。为纵轴式截割头和横轴式截割头内喷雾的研发和设计提供了一种思路和参考,具有一定的实用和推广价值。

摘要：为了提升掘进机截割头使用寿命,以EBZ260H掘进机为例,基于有限元分析的截割头截齿排列优化。利用Pro/E与ABAQUS软件构建掘进机与煤岩的有限元模型,进而以此为基础,分别从横切与钻进两个工况出发,模拟分析了掘进机截割头各截齿的受力情况,以此为截割头截齿排列优化设计提供支持,在提升掘进机截割效率的同时,降低整个截割头的损伤概率。

摘要：为实现煤矿掘进机机器人化和无人化的目标,提高掘进机截割煤矸的效率和智能化程度,提出了一种悬臂式掘进机煤矸智能截割控制系统与方法。详细阐述了系统的原理和硬件组成。悬臂式掘进机煤矸智能截割控制系统利用实时采集的多种传感器信息为控制变量,主要包括截割电机电流I、油缸压力p以及截割臂振动加速度a_(cc),实现掘进机在不同截割状态下煤矸的识别,驱动掘进机截割臂智能截割。系统硬件部分包含传感与检测系统、机载主控系统和系统执行机构,并构建了远程监控平台。系统依据煤炭行业电气标准分别对一般工况和特殊工况的截割控制策略进行了方法构建。在一般工况下,基于多种传感器信息利用改进粒子群算法优化的BP神经网络控制器实现截割载荷识别,提高掘进机对煤矸识别的准确性,实现截割臂摆速的自适应截割。特殊工况下分别对硬质点识别和预防闷车2种工况进行控制逻辑构建,通过Automation Studio软件编程实现对特殊工况的判断和处理。以EBZ135型掘进机为例,进行了地面验证性实验。实验结果表明,截割臂摆速的自适应调节时间约在0.8 s左右且无超调量,具有良好的鲁棒性。硬质点识别控制和预防闷车控制的实验结果证明了系统对于特殊工况识别精准、快速,处理过程稳定、可靠,验证了所设计的控制方法具有高的可靠性和控制精度。

摘要：煤矿巷道掘进装备位姿测量是国内外目前研究的热点,不同的巷道快速掘进系统均面临定向导航难题。为解决煤矿井下悬臂式掘进机自动定向掘进控制难题,提出一种基于视觉导航的悬臂式掘进机自动定向掘进控制方法,利用单目视觉测量技术,以巷道中激光指向仪的激光点和激光束为特征构建基于门形结构的掘进机机身位姿视觉测量模型,通过空间矩阵变换解算巷道中机身位姿。根据悬臂式掘进机运动特点确定掘进机纠偏控制策略,基于悬臂式掘进机运动学建立掘进机定向掘进运动控制模型,采用backstepping方法,选取合适的Lyapunov函数设计掘进机轨迹跟踪控制器,有效解决掘进机轨迹跟踪控制问题。实验结果表明:悬臂式掘进机机身位姿视觉测量方法可有效实现井下工作环境中悬臂式掘进机机身的位姿测量,得到掘进机机身位置测量误差在±40 mm以内,姿态角角度测量误差在±0.3°以内;轨迹跟踪控制器可实现悬臂式掘进机的自动定向掘进功能,其运动控制精度在±20 mm以内,满足巷道施工的精度要求。该方法中工业相机固定安装于掘进装备机身,且利用激光指向仪点-线特征构建门型三线模型作为位姿测量基准,与相关研究对比,具有不易脱靶、标靶移动少等优点。

摘要：从总体到各部件对悬臂式掘进机技术设计及主要参数选择的规范化问题进行了探讨。

摘要：为解决悬臂式掘进机远程控制中存在的控制距离短及高粉尘和高水雾而导致操作人员劳动强度过大,无法真正脱离井下恶劣环境等问题,提出一种悬臂式掘进机虚拟远程操控系统,将虚拟现实技术运用到悬臂式掘进机远程控制中,实现虚拟设备与井下设备同步运动,虚拟模型数据驱动和动态修正等功能。首先,对悬臂式掘进机的机身与截割部进行姿态解析,在Unity 3D开发平台中实现悬臂式掘进机的运动仿真;其次,对可视化人机交互控制进行设计,建立虚拟交互界面,为远程操控者提供可视化控制决策依据,使操作者能在虚拟可视化平台中对悬臂式掘进机进行控制,对关键部位动态修正方法进行解释说明;最后,通过试验验证实时状态下掘进机截割臂在虚拟界面与真实情况下位姿的对比,利用悬臂式掘进机虚拟远程操控系统控制设备截割一个断面,同时采集真实设备与虚拟设备的位姿数据,对两者的截割轨迹进行比较。结果表明:两者截割轨迹重合度达到99.6%,虚拟悬臂式掘进机能够实时准确地呈现真实悬臂式掘进机的位姿状态与变化,对于井下机械设备虚拟远程控制提供理论支撑与应用实践。

摘要：提出了悬臂式掘进机轻量化设计理念,从优化掘进机零部件强度、行走性能、截割稳定性三方面提出了轻量化设计方法,并据此详细介绍了几项实施措施。最后论述了在当前市场竞争白热化、产品大规模产业化背景下轻量化设计的重要意义。

摘要：依据悬臂式掘进机的结构特征,分析了悬臂式掘进机在机构设计中出现的机械干涉问题,并对防止机械干涉问题的方法进行了分类,具体分析了无干涉设计和现有的防干涉设计方法的特点及各自的弊端。在此基础上提出了一种新的防干涉系统的思想,并指出了未来悬臂式掘进机的防干涉系统的设计方向及其应用前景。