检索结果-南通市图书馆

作者：孙优太原理工大学

学位级别：硕士

现阶段煤矿开采向着智能化和无人化的方向进行发展。矿用锚护机器人是综掘工作面的主要设备之一,矿用锚护机器人的技术进步与发展直接提高了掘进工作面的生产效率。针对井下复杂的恶劣环境,矿用锚护机器人的智能化与无人化研究是迫在眉... 详细信息

现阶段煤矿开采向着智能化和无人化的方向进行发展。矿用锚护机器人是综掘工作面的主要设备之一,矿用锚护机器人的技术进步与发展直接提高了掘进工作面的生产效率。针对井下复杂的恶劣环境,矿用锚护机器人的智能化与无人化研究是迫在眉睫。目前矿用锚护机器人液压系统效率低下、难以实现整机的智能精确位置控制,严重影响综采工作面的工作效率,是煤矿智能化开采的阻碍。本文首先以矿用锚护机器人的行走工况与锚护工况为主要研究对象,确定了液压系统的型式、设计了液压系统原理图,通过对行走、转弯、卷缆、锚护各工况下参数的计算确定了液压系统功率,完成了液压系统关键元件及辅件的选型,根据整机排布空间,完成了液压油箱及动力单元的专门化紧凑设计。为矿用锚护机器人系统关键回路的优化及控制特性研究提供理论性帮助。其次,利用数字化的液压仿真软件AMESim,建立了矿用锚护机器人液压系统的关键元件和主要工况下的回路仿真模型并进行了仿真分析,得到了相对应的流量、压力、功率、阀芯位移等响应曲线,从各曲线中可以看出各回路的设计有一定的可靠性,验证了设计系统的准确性,针对行走工况进行了热平衡分析,建立了相对应的热液压模型,研究了不同参数变化对液压系统温升的影响,选取了最优参数,同时为减少系统的产热提供了依据。然后介绍了机械钻臂的机械结构,分别运用PID控制和自抗扰控制对整个机械钻臂的液压系统进行仿真分析。分别对这两种轨迹控制方法进行仿真,仿真结果表明两种控制方式都有一定的跟踪效果,将两种轨迹控跟踪控制结果进行误差对比分析,结果表明所设计采用的自抗扰控制器控制下的钻臂精度更高,仿真结果可为机械钻臂控制提供理论依据。最后基于履带行走控制的不足,构建机械液压控制仿真模型,进行了传统开环控制、PID控制和模糊PID控制方式下对直线同步控制以及转弯差速控制在有无外负载突变和扰动工况下的的仿真对比,分析了马达转速和系统中流量压力的变化,结果表明,模糊PID控制下的矿用锚护机器人的有更好行走控制效果。

关键词：锚护机器人履带行走机械钻臂液压系统

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基于SSA-BP算法的锚护机器人误差补偿研究

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中国矿业 2023年第1期32卷 82-88页

作者：史光亮马祺杰王海燕张宁波李波中煤华晋集团有限公司王家岭矿山西运城043300 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 中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司天津300131

生产、装配、碰撞或磨损都会造成锚护机器人末端精度降低,负载工作导致机身变形也会影响末端精度,为降低锚护机器人锚钻误差,高精度完成井下打孔、对孔、支护任务,本文提出了一种由麻雀算法改进BP神经网络(SSA-BP算法)的误差补偿方法。... 详细信息

生产、装配、碰撞或磨损都会造成锚护机器人末端精度降低,负载工作导致机身变形也会影响末端精度,为降低锚护机器人锚钻误差,高精度完成井下打孔、对孔、支护任务,本文提出了一种由麻雀算法改进BP神经网络(SSA-BP算法)的误差补偿方法。首先,利用旋量法搭建误差模型,并采用虚拟样机验证误差模型的正确性;其次,搭建末端位姿误差预测模型,实现对误差的预测和补偿;最后,通过SSA-BP算法、BP算法和PSO-BP算法三种补偿法的对比仿真,证明了SSA-BP算法的补偿精度更高、稳定性更好。经过试验验证,锚护机器人末端误差可降至10 mm以下,精度提高了80%。由此可知,SSA-BP算法在锚护机器人误差补偿方面有着优秀的准确性、优越性和可行性,为矿山安全开采提供了高效保障。

关键词：锚护机器人旋量误差模型误差补偿 SSA-BP算法

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基于改进麻雀搜索算法的锚护机器人逆运动学求解

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自动化与仪表 2023年第8期38卷 46-50页

作者：王瑞君马祺杰闫金宝李红波中煤华晋集团有限公司王家岭矿运城044000 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 山西天地煤机装备有限公司太原030006

针对麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)在求锚护机器人逆运动学解过程中容易出现收敛速度慢、易陷入局部最优等不足,提出一种优化麻雀搜索算法的逆运动学新解法。先通过反向学习策略生成初始种群,增加种群多样性;之后再引入柯... 详细信息

针对麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)在求锚护机器人逆运动学解过程中容易出现收敛速度慢、易陷入局部最优等不足,提出一种优化麻雀搜索算法的逆运动学新解法。先通过反向学习策略生成初始种群,增加种群多样性;之后再引入柯西-高斯变异,提高算法的全局寻优能力,防止陷入区域最优解的情况;最后,以CMM2-24钻车为例,对锚护机器人进行仿真实验。实验结果显示,锚护机器人的位置、姿态以及位姿3个方面的误差收敛精度均有明显提高。充分说明了ISSA精度高、收敛速度快、稳定性好。

关键词：逆运动学锚护机器人反向学习麻雀搜索算法

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锚护机器人工作臂的时间最优轨迹规划

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煤炭技术 2022年第5期41卷 172-174页

作者：邓镓敏郭治富王步康煤炭科学研究总院北京100013 中国煤炭科工集团太原研究院太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

根据锚护机器人工作臂的作业效率和避障需求,设定了锚护机器人钻架的运动路径,然后使用4-3-3-3-3-3-4分段多项式插值得到工作臂各关节的运动轨迹,并提出自适应差分进化算法求解时间最优轨迹,结合运动学模型得到了钻架的运动路径。研究... 详细信息

根据锚护机器人工作臂的作业效率和避障需求,设定了锚护机器人钻架的运动路径,然后使用4-3-3-3-3-3-4分段多项式插值得到工作臂各关节的运动轨迹,并提出自适应差分进化算法求解时间最优轨迹,结合运动学模型得到了钻架的运动路径。研究结果表明:得到的时间最优轨迹在满足工作臂的物理约束、作业效率和动作平稳性的同时保证工作臂和钻架不会与外界环境产生碰撞。

关键词：锚护机器人时间最优轨迹规划适应差分进化算法分段多项式

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锚护机器人工作臂的轨迹规划

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煤炭技术 2021年第12期40卷 187-189页

作者：邓镓敏王步康郭治富煤炭科学研究总院北京100013 中国煤炭科工集团太原研究院太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

为了保证锚护机器人工作臂工作的可靠性和平稳性,提出了一种轨迹规划方法。首先采用改进Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立了工作臂的运动学模型。然后在工作臂的关节空间中提出了基于4-3-3-3-3-4分段多项式插值的轨迹规划方法。在相... 详细信息

为了保证锚护机器人工作臂工作的可靠性和平稳性,提出了一种轨迹规划方法。首先采用改进Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立了工作臂的运动学模型。然后在工作臂的关节空间中提出了基于4-3-3-3-3-4分段多项式插值的轨迹规划方法。在相同条件下与4阶B样条插值轨迹规划、3次样条插值轨迹规划仿真试验对比。结果表明所提出的方法运算效率高、得到的轨迹更平滑、无冲击,且不必要的运动少,保证了工作臂工作的可靠性和平稳性。

关键词：锚护机器人工作臂分段多项式轨迹规划

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