發(fā)布時(shí)間：2020-03-27 03:16

【摘要】：本文分析了當(dāng)前多種液壓支架直線度的測(cè)量方法,針對(duì)目前液壓支架直線度測(cè)量方法存在測(cè)量維度低、誤差較大、易受粉塵影響等問(wèn)題,提出了一種基于架間行走機(jī)器人的液壓支架直線度測(cè)量方法。該測(cè)量方法主要用于支撐掩護(hù)式支架,該方法基于液壓支架人行板與液壓支架底座硬連接的關(guān)系,通過(guò)測(cè)量液壓支架人行板的姿態(tài)來(lái)間接測(cè)量液壓支架底座,在架間行走機(jī)器人上布置傳感器,用于直接測(cè)量液壓支架底座的橫向偏移、縱向偏移、橫向斜角和縱向傾角、徑向扭轉(zhuǎn)角等多維位置偏移信息,從而通過(guò)支架位置偏移量表征液壓支架的直線度信息。文中詳細(xì)介紹了液壓支架直線度的測(cè)量方法與測(cè)量方式,將液壓支架的直線度信息分解為五個(gè)維度,詳細(xì)敘述了第n臺(tái)支架γ_n中五維數(shù)據(jù)(X_n,Y_n,α_n,β_n,Ω_n)的推導(dǎo)過(guò)程,以及測(cè)量機(jī)器人上傳感器的布置方式和數(shù)據(jù)的收集方法。架間行走機(jī)器人在液壓支架人行板上行走的過(guò)程中,把每一臺(tái)支架γ_n的值通過(guò)2.4G通訊傳回液壓支架控制器,分析了該方法測(cè)量支架直線度的原理以及收集位置偏差數(shù)據(jù)的方式,推導(dǎo)了位置偏差的計(jì)算公式,研究了位置偏差數(shù)據(jù)中對(duì)液壓支架直線度影響最大的因素。同時(shí)液壓支架直線度測(cè)量機(jī)器人還具有測(cè)量液壓支架所在綜采工作面局部的環(huán)境情況,能即時(shí)反饋工作面局部的溫度、濕度、瓦斯等關(guān)鍵詳細(xì),為更好的實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),提供了更加詳盡的信息。為了驗(yàn)證算法的可行性,以STM32F103ZET6芯片為核心先后設(shè)計(jì)了兩種種能夠在液壓支架人行板模型上行走的驗(yàn)證樣機(jī)。詳細(xì)介紹了工程樣機(jī)的制作過(guò)程,硬件部分包括車體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)方式、PCB電路的設(shè)計(jì)、執(zhí)行模塊的選型與功能等,軟件部分包括了車體的運(yùn)行能力、測(cè)量與計(jì)算、通訊等。樣機(jī)調(diào)試完成后做了相關(guān)可行性實(shí)驗(yàn),最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相鄰兩架偏移誤差值在0.2 cm以內(nèi),相鄰兩架角度誤差值在10′以內(nèi);當(dāng)模型增加到100臺(tái),依據(jù)常規(guī)液壓支架1.5 m的中心距計(jì)算,在工作面長(zhǎng)度為150 m時(shí),預(yù)計(jì)會(huì)產(chǎn)生位置偏移累計(jì)誤差10 cm,角度累計(jì)誤差8°20′,對(duì)于長(zhǎng)度不超過(guò)150 m的短距離綜采工作面,這個(gè)累計(jì)誤差在可接受的范圍內(nèi),可滿足液壓支架直線度的測(cè)量需求。相比于傳統(tǒng)的一維測(cè)量信息,該方法通過(guò)5維位置偏移信息可為液壓支架群的控制提供更加詳細(xì)的參考。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD355.4

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本文編號(hào)：2602382