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基于多种先进技术的巷道掘进截割钻进现状研究——评《定向钻进原理与应用》

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应用化工 2024年第5期53卷 I0014-I0014页

作者：郭文孝中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 山西天地煤机装备有限公司山西太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室山西太原030006

近年来,基础设施建设不断推进,地下空间的利用越来越受到人们的重视。由于地下空间的特殊性,巷道掘进截割钻进等工艺在地铁、隧道等建设中扮演着至关重要的角色。传统的巷道掘进截割钻进方式存在一系列瓶颈和问题,如低效、危险、污染等... 详细信息

近年来,基础设施建设不断推进,地下空间的利用越来越受到人们的重视。由于地下空间的特殊性,巷道掘进截割钻进等工艺在地铁、隧道等建设中扮演着至关重要的角色。传统的巷道掘进截割钻进方式存在一系列瓶颈和问题,如低效、危险、污染等,严重制约了巷道建设的质量。

关键词：巷道掘进截割地下空间定向钻进基础设施建设现状研究巷道建设原理与应用

双模式可重构并联机构的构型及其在酒盒产线中的应用

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包装工程 2024年第1期45卷 201-207页

作者：张磊李瑞琴宁峰平柴超崔鑫佳郭文孝中北大学机械工程学院太原030051 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006

目的为实现酒盒生产线上酒盒胶线点胶和酒盒底座清废环节的自动化,提出一种双模式可重构并联机构。方法基于螺旋理论分析该机构在2种模式下的自由度,利用闭环矢量法和D-H法求得对应模式下的位置逆解,采用数值法求解机构工作空间、灵巧... 详细信息

目的为实现酒盒生产线上酒盒胶线点胶和酒盒底座清废环节的自动化,提出一种双模式可重构并联机构。方法基于螺旋理论分析该机构在2种模式下的自由度,利用闭环矢量法和D-H法求得对应模式下的位置逆解,采用数值法求解机构工作空间、灵巧度和转动能力指标,给出该机构的应用实例。结果该机构在2-URU/RRC模式下具有3T自由度,2-URU/URC模式下具有3T1R自由度,工作空间连续且无空洞,获得2-URU/RRC模式下灵巧度指标分布规律和2-URU/URC模式下动平台转动能力。结论该机构在2-URU/RRC模式下可满足胶线点胶作业需求,在2-URU/URC模式下可满足底座清废作业需求,提高了酒盒生产线自动化程度。

关键词：可重构并联机构点胶清废灵巧度酒盒生产线

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基于UWB的煤矿井下设备自动控制方法

矿山机械 2024年第1期52卷 65-69页

作者：陈伟崇赵海伟郭文孝国能榆林能源有限责任公司陕西榆林719000 中国煤炭科工集团太原研究院山西太原030006 山西天地煤机装备有限公司山西太原030006

为解决多台煤矿设备之间的自动协同控制问题,研究了基于UWB技术的无线测距传感器的应用,采用CAN总线+嵌入式编程的方法,根据实时监测设备距离,判断当前设备状态,经过程序进行相应判断处理,自动完成动作,实现了多台设备协同工作。采用无... 详细信息

为解决多台煤矿设备之间的自动协同控制问题,研究了基于UWB技术的无线测距传感器的应用,采用CAN总线+嵌入式编程的方法,根据实时监测设备距离,判断当前设备状态,经过程序进行相应判断处理,自动完成动作,实现了多台设备协同工作。采用无线测距传感器实现多台设备的协同控制,解决了减少人员操作,降低工作强度的问题,提升了煤矿生产安全系数,对煤矿生产具有深远的意义。

关键词：无线测距协同控制 UWB

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基于CAN协议的电液控制系统设计开发

煤炭技术 2024年第1期43卷 237-240页

作者：郭爱军赵海伟郭文孝国家能源集团神东煤炭集团陕西榆林719315 中国煤炭科工集团太原研究院太原030006 山西天地煤机装备有限公司太原030006

介绍了首次使用CAN总线来控制电液系统,对传统电液控制系统进行简化,阐述了采用CAN总线技术电液控制系统的构造。研究CAN总线通讯协议、CAN管理器、CAN总线阀的控制逻辑基础,采用CAN总线+嵌入式编程的方法,根据CAN管理器实时反馈末端执... 详细信息

介绍了首次使用CAN总线来控制电液系统,对传统电液控制系统进行简化,阐述了采用CAN总线技术电液控制系统的构造。研究CAN总线通讯协议、CAN管理器、CAN总线阀的控制逻辑基础,采用CAN总线+嵌入式编程的方法,根据CAN管理器实时反馈末端执行元件的动作状态,经过程序进行相应判断处理,将部分功能动作自动化、智能化,实现了锚杆锚护工艺一键支护的功能。

关键词： CAN总线电液控制电磁阀控制现场总线

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Ni含量对动车组车轴钢组织和性能的影响

高速铁路新材料 2024年第2期3卷 46-52页

作者：郑毅赵兴龙金显贺魏华成徐俊生薛振峰李翔李明泽郭文孝太原重工轨道交通设备有限公司太原030032 轨道交通轮轴系统山西省重点实验室太原030032 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京100081 山西天地煤机装备有限公司太原030006

以我国自主设计研发的复兴号动车组车轴用国产钢为研究对象,设计不同Ni含量的车轴,对比分析不同Ni含量车轴钢的力学性能、金相组织和截面硬度。结果表明:车轴中高Ni含量的成分设计对车轴强度与冲击韧性均有较大提升,尤其是对低温冲击作... 详细信息

以我国自主设计研发的复兴号动车组车轴用国产钢为研究对象,设计不同Ni含量的车轴,对比分析不同Ni含量车轴钢的力学性能、金相组织和截面硬度。结果表明:车轴中高Ni含量的成分设计对车轴强度与冲击韧性均有较大提升,尤其是对低温冲击作用明显;从金相组织来看,车轴钢淬透性明显提升。基于轴坯中高Ni合金化成分设计开发出400 km/h动车组车轴样件,各项理化性能均优于标准要求。

关键词：动车组车轴国产钢坯合金化控制工业试制

3-CPS/S踝关节康复机器人运动/力性能分析与试验

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中国测试 2023年

作者：李辉郭文孝郭辉杨云李瑞琴中北大学机械工程学院吕梁学院矿业工程系中国煤炭科工集团太原研究院

在我国，踝关节康复机器人具有巨大的市场潜力。为替代传统的人工康复训练模式，提出一种基于3-CPS/S并联机构的踝关节康复机器人。使用旋量理论建立机构的数学模型，推导的到机构的输入/输出运动旋量及传递/约束力旋量；通过闭环矢量... 详细信息

在我国，踝关节康复机器人具有巨大的市场潜力。为替代传统的人工康复训练模式，提出一种基于3-CPS/S并联机构的踝关节康复机器人。使用旋量理论建立机构的数学模型，推导的到机构的输入/输出运动旋量及传递/约束力旋量；通过闭环矢量法得到机构的位置逆解方程；采用能效系数法推导并求解得到机构的局部传递指标；分析旋量的物理意义，计算机构的奇异位形；利用ADAMS进行动力学仿真，探索动平台运动速度与驱动力的相关性；最后搭建试验样机，由插值函数驱动机构运动。结果表明：CPS支链的输入传递指标始终为1，局部传递指标只与输出传递指标有关，且合适的设计参数能够显著改善机构的局部传递指标；3-CPS/S并联机构在工作空间内不存在奇异位形；动平台在由单一/复合运动过渡时，应缓慢进行加速/减速，以减少驱动器加速度的突变；样机够实现带动患肢进行康复训练的目的。

关键词：踝关节康复机器人并联机构局部传递指标奇异位形动力学仿真

基于3-(RRR)E(RR)S并联机构的多运动模式分析

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包装工程 2023年第19期44卷 205-211页

作者：申博郭文孝李瑞琴山西水利职业技术学院机电工程系太原030032 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 中北大学机械工程学院太原030051

目的多模式机器人具有智能型可重构和变结构特性的能力,能够主动或被动适应多变的环境,设计一种能够在包装工程领域应用的多运动模式并联机构。方法从螺旋理论出发,通过研究线矢量与偶量在不同几何空间中的相关性,得出在一定条件下约... 详细信息

目的多模式机器人具有智能型可重构和变结构特性的能力,能够主动或被动适应多变的环境,设计一种能够在包装工程领域应用的多运动模式并联机构。方法从螺旋理论出发,通过研究线矢量与偶量在不同几何空间中的相关性,得出在一定条件下约束力可以转化为法向约束力偶,为并联机构实现多模式运动提供了理论支撑。结果通过3-(RRR)E(RR)S并联机构变形,得出该机构的具有3R、2T1R和2R1T等3种运动模式,在各种运动模式下的自由度均为3,具有全周性。结论基于3-(RRR)E(RR)S并联机构,通过变化支链约束力线矢空间位置关系来改变机构的约束条件,使该并联机构能够实现3R、2T1R和2R1T多模式运动,满足物流分拣、抓放定位、产品空间姿态调整等需求。

关键词：多运动模式并联机构螺旋理论自由度

基于工作特征的电动叉车能量联合回收方法研究

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机床与液压 2023年第21期51卷 156-162页

作者：杨恒李严董青郭文孝王震太原科技大学机械工程学院山西太原030024 山西太钢不锈钢股份有限公司硅钢事业部山西太原030003 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006

针对电动叉车在其工况循环中,门架系统升降和驱动系统起、制动频繁所产生的节流损耗和能量浪费问题,提出一种基于工作特征的能量联合回收方法。在分析叉车典型工作流程基础上,提出以超级电容作为储能装置的电动叉车势能和制动能的联合... 详细信息

针对电动叉车在其工况循环中,门架系统升降和驱动系统起、制动频繁所产生的节流损耗和能量浪费问题,提出一种基于工作特征的能量联合回收方法。在分析叉车典型工作流程基础上,提出以超级电容作为储能装置的电动叉车势能和制动能的联合回收方案,并引入模糊PID自适应控制方法实现电液位置伺服系统对液压缸位移的精准控制;针对提出的方案和控制方法,运用AMESim和Simulink软件建立了电动叉车势能和动能的能量联合回收仿真模型;最后,利用提出的方法和仿真模型对某仓库电动叉车的一个工作循环进行能量回收分析,结果表明所提方法对势能和制动能联合回收的效果显著,提高了电动叉车续航里程和能量使用效率。

关键词：电动叉车能量联合回收方法工作特征 AMESim-Simulink仿真

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厚煤层综放双巷工作面巷间煤柱尺寸研究

岩土力学 2017年第10期38卷 3009-3016页

作者：王琦樊运平李刚郭文孝闫殿华张立平中国煤炭科工集团太原研究院山西太原030006 山西天地煤机装备有限公司山西太原030006

为解决厚煤层综放双巷布置工作面巷间煤柱的留设问题,以某矿四盘区4301工作面运输顺槽与辅助运输顺槽之间的煤柱为工程背景,首先对巷间煤柱进行理论分析:一次采动影响后将巷间煤柱沿倾向划分为采动影响区、相对稳定区和锚杆支护区,应用... 详细信息

为解决厚煤层综放双巷布置工作面巷间煤柱的留设问题,以某矿四盘区4301工作面运输顺槽与辅助运输顺槽之间的煤柱为工程背景,首先对巷间煤柱进行理论分析:一次采动影响后将巷间煤柱沿倾向划分为采动影响区、相对稳定区和锚杆支护区,应用极限平衡理论分析得出了一次采动影响区的宽度为2.82 m,进而得出巷间煤柱的宽度为7.83 m。其次,应用数值模拟的方法系统地分析了宽度分别为4、6、8、10、12、15、20 m时,在两次采动影响下巷间煤柱的应力演化、破坏、巷道围岩变形规律;一次采动影响后,随着煤柱宽度增大,髙应力由实体煤向煤柱内转移;给出了最大临界尺寸、最小临界尺寸的定义,并指出巷间窄煤柱宽度应小于最大临界尺寸。综合分析数值模拟研究结果,同时结合理论分析结果及煤柱留设原则,最终确定巷间煤柱宽度为8 m。最后,通过现场工程实践验证了所确定的巷间煤柱宽度的合理性。研究结果对类似条件下综放双巷布置工作面巷间煤柱宽度的确定具有参考意义。

关键词：巷间煤柱厚煤层综放工作面双巷布置