摘要：煤矿井下巷道掘进过程中,高粉尘、低照度、背景复杂的工况环境导致掘进装备位姿检测困难,已经严重影响了巷道掘进的自动化、智能化进程,因此提出基于双目立体视觉的悬臂式掘进机位姿测量方法。悬臂式掘进机是当前巷道掘进主要装备,其运动特点呈现出移动缓慢、摆动大等特点,分析了当前掘进机位姿检测研究现状,构建了悬臂式掘进机双目视觉位姿测量方案与测量结构。说明了双目立体视觉基本测量原理,相比于单目视觉,双目立体世界可以比较容易地计算出特征深度信息。煤矿井下低照度、高粉尘、高水雾的复杂工况下存在着严重的特征信息缺失,红外LED光源具有稳定性和穿透性,可以较好地适应复杂的掘进工况环境,因此将红外LED光源组成图像测量标靶人为构造图像特征来解决特征选取问题。采用高斯拟合法实现光斑中心点特征的快速精确提取,并在此基础上提出了基于时域图像序列的特征点环形匹配方法并验证了其有效性,最后采用3D-3D运动估计方法实现了位姿参数求解。针对双目视觉测量距离有限的情况,设计了双标靶交替移动测量策略,实现连续不间断测量。最后搭建试验验证平台,结果表明:该测量方法在X方向即横向位移的测量误差在±30 mm,航向角的测量误差在±1°以内,满足煤矿井下巷道掘进的要求。

摘要：研究目的:悬臂式掘进机作为铣挖法中不可或缺的机械设备,其工作性能常受到围岩特征和机械设备等条件的制约。为预测悬臂式掘进机工作性能,本文以瞬时切割速率ICR作为评价指标,综合考虑围岩因素和机械设备因素,通过不同算法预测ICR,优选出基于粒子群优化的支持向量机算法(PSO-SVR),并据此建立了ICR预测系统,从而快速高效地预测铣挖隧道掘进机工作性能和施工速度。研究结论:(1)利用已开挖的铣挖法隧道数据作为训练样本,通过5种算法预测ICR,其中粒子群优化的支持向量机算法预测精度最佳;(2)通过粒子群优化算法搜寻最优惩罚系数C和核函数系数g,能有效避免陷入局部最优解问题,并显著提高模型预测精度和泛化能力;(3)十折交叉验证结果表明,PSO-SVR算法具有较好的鲁棒性,且鲁棒性高于其他4种算法;(4)依托赣州蓉江隧道工程,PSO-SVR模型可准确预测悬臂式掘进机瞬时切割速率和施工速度,预测精度显著高于经验公式和其他算法,可为铣挖机械设备选型以及铣挖隧道施工速度预测提供参考。

摘要：针对悬臂式掘进机工作装置的电液控制模型具有多变量和非线性的特征,进行了掘进机工作装置的变结构力控制研究。基本思想是控制工作装置各油缸的输出力,使其跟踪规划的期望输出力;建立了工作装置升降和回转液压系统力控制模型,设计了以油缸输出力的偏差为切换面的变结构控制函数,采用光滑函数消除滑模面上的抖振现象;对直线截割路径进行了轨迹规划。仿真结果表明变结构力控制具有良好的控制作用。

摘要：悬臂式掘进机变幅机构三铰点设计的解析方法（１５４００２）佳木斯煤矿机械厂窦春菊，崔铁军１引言由截割悬臂、变幅油缸和回转台组成的变幅机构三铰点（图１中△ＡＢＣ）对悬臂式掘进机总体设计影响较大，直接关系到悬臂及回转台的结构形式和油缸参数的选择。以往这种变...

摘要：介绍了一种基于PLC的悬臂式掘进机电控系统的主要功能与系统控制流程,重点阐述了系统的硬件构成、主电路设计、控制回路与电源等部分的设计与实现方法,通过应用电控系统,提高了悬臂式掘进机的机械化水平,提高了运行的稳定性与可靠性。

摘要：为解决悬臂式掘进机在复杂工况下截割质量差、工作强度高、截割效率低的问题,以杜儿坪矿EBZ260型掘进机为研究对象,对掘进机电控系统进行优化设计。基于Inter Control控制器为设计核心对电控系统进行设计,分别对系统的保护单元、控制单元及显示单元等进行分析研究,给出了电控箱内部的结构形式,为悬臂式掘进机的设计优化提供一定的借鉴。

摘要：采用有限元分析方法,构建悬臂式掘进机关键部件有限元模型,并以此为基础开展悬臂式掘进机关键部位刚度对电控箱振动的影响分析,确认各关键部件对电控箱振动的影响。提出电控箱减震优化设计方案,将优化方案应用于工程实践,检验优化设计方案的实用性。

摘要：本文针对目前悬臂式掘进机控制系统稳定性差、适应能力弱以及控制精度低的现象,提出了悬臂式掘进机智能控制系统,通过对掘进机控制系统需求以及硬件软件系统的设计,实现了高精度、远程监控调控以及自适应的功能,有良好的应用效果。

摘要：受井下高温、高粉尘、能见度低等恶劣环境影响,由人工操控的悬臂式掘进机往往工作效率低下、巷道成型质量较差,同时井下人员及设备的安全性较差。针对以上问题,采用智能控制及传感器技术设计了一套以PLC为控制核心的掘进机智能截割控制系统,可完成对掘进机的自动截割控制、截割头轨迹跟踪及工作状态参数实时监测等,从而实现掘进机的智能化运行,有效提高井下掘进作业效率、质量及井下人员设备的安全性。

摘要：随着煤矿对巷道掘进速度的要求越来越高,对悬臂式掘进机在面临复杂工作环境时的截割断面成形质量、定向掘进精度及抗干扰稳定能力等方面提出了新的要求。针对上述问题,依托EBZ260型矿用悬臂式掘进机设计了一套可靠性高、拓展性强的新型电控系统。该系统以Inter Control的DCF-1型车辆专用控制器为电控系统核心,基于编程软件CODE-SYS和组态软件Kinco Hmware进行系统的软件开发和人机界面HMI设计,通过CANOpen协议实现通信系统的构建;总体采用模块化设计思路,能够实现对掘进机运行状态的实时监控和故障诊断预警等功能。应用结果表明:该系统显著提高了掘进机的运行稳定性,减少了设备故障率,为企业带来了可观的经济效益和安全效益。