懸臂式掘進(jìn)機(jī)是井下綜掘工作面的關(guān)鍵設(shè)備,是巷道的掘進(jìn)、煤巖破碎的主要工具。當(dāng)前大部分的煤礦中,懸臂式掘進(jìn)機(jī)的工作都是由人工來操控完成,掘進(jìn)機(jī)的工作效率低下、巷道的成型精度低,人員和設(shè)備安全性差。具有高精度、高可靠性的懸臂式掘進(jìn)機(jī)位姿控制系統(tǒng)及巷道自動(dòng)截割控制系統(tǒng)是當(dāng)前的研究與開發(fā)熱點(diǎn),這對(duì)于提高綜掘效率和安全生產(chǎn)具有重要意義。本文設(shè)計(jì)研發(fā)了一種高精度的懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割控制系統(tǒng),該系統(tǒng)以NI公司的Labview為軟件支撐、結(jié)合相關(guān)硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)了完整的懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割控制。本文以經(jīng)典幾何分析法建立了懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用機(jī)器人工程學(xué)知識(shí)對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了修正和優(yōu)化,消除了機(jī)身因受力和振動(dòng)所造成的旋轉(zhuǎn)和偏移,提高了巷道成形控制精度。根據(jù)上述模型設(shè)計(jì)研發(fā)了掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由硬件和軟件控制兩部分構(gòu)成,硬件系統(tǒng)包含傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、輸出驅(qū)動(dòng)控制器CompactRio,液壓控制系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)利用Labview軟件開發(fā),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、控制策略方法和控制輸出,實(shí)現(xiàn)截割的自動(dòng)控制。最后以EBZ135型掘進(jìn)機(jī)為例,對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析。其中包括了傳感器系統(tǒng)... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１懸臂式掘進(jìn)機(jī)??Ｆｉｇ．２－１?Ｂｏｏｍ?ｔｙｐｅ?ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ??

?懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割數(shù)學(xué)模型的建立??其中圖２－２中的各結(jié)構(gòu)為１是截割部，主要包括截割臂、截割頭、回轉(zhuǎn)臺(tái)??及其附屬液壓缸，完成截割臂姿態(tài)調(diào)整及其截割工作；２是鏟板部，由鏟板、??回轉(zhuǎn)輪及其附屬液壓缸組成，主要完成掉落在地面的煤巖的鏟運(yùn)工作；３是本??體部；４是行走部；５是液壓系統(tǒng)；６是水系統(tǒng)；７是潤滑系統(tǒng)；８是后支撐系??統(tǒng)；９是電氣系統(tǒng)；１０是運(yùn)輸機(jī)。??１?２?３?４?５?８?９?１０??］廠１廠?廠廠—??圖２－２懸臂式掘進(jìn)機(jī)主視圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｍａｉｎ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ?ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ??Ｉ＇＿?Ｕ??圖２－３懸臂式掘進(jìn)機(jī)俯視圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｔｏｐ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ?ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ??掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行截割工作時(shí)，將鏟板和后支撐向下?lián)纹�，從而將整個(gè)機(jī)身撐??住起到較好的固定作用，然后機(jī)身以上的截割部如圖２－４所示，通過回轉(zhuǎn)臺(tái)液??壓缸１帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使得前部的主截割臂４旋轉(zhuǎn)，從而控制了截割臂??在水平方向上的變化；通過截割臂調(diào)高液壓缸３的伸縮，控制主截割臂４在豎??直方向上旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，從而控制了其豎直方向上的變化。截割頭５在主截割臂４??的帶動(dòng)下就可以運(yùn)動(dòng)到指定位置進(jìn)行截割。??

?懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割數(shù)學(xué)模型的建立??其中圖２－２中的各結(jié)構(gòu)為１是截割部，主要包括截割臂、截割頭、回轉(zhuǎn)臺(tái)??及其附屬液壓缸，完成截割臂姿態(tài)調(diào)整及其截割工作；２是鏟板部，由鏟板、??回轉(zhuǎn)輪及其附屬液壓缸組成，主要完成掉落在地面的煤巖的鏟運(yùn)工作；３是本??體部；４是行走部；５是液壓系統(tǒng)；６是水系統(tǒng)；７是潤滑系統(tǒng)；８是后支撐系??統(tǒng)；９是電氣系統(tǒng)；１０是運(yùn)輸機(jī)。??１?２?３?４?５?８?９?１０??］廠１廠?廠廠—??圖２－２懸臂式掘進(jìn)機(jī)主視圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｍａｉｎ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ?ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ??Ｉ＇＿?Ｕ??圖２－３懸臂式掘進(jìn)機(jī)俯視圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｔｏｐ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ?ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ??掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行截割工作時(shí)，將鏟板和后支撐向下?lián)纹穑瑥亩鴮⒄麄�(gè)機(jī)身撐??住起到較好的固定作用，然后機(jī)身以上的截割部如圖２－４所示，通過回轉(zhuǎn)臺(tái)液??壓缸１帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使得前部的主截割臂４旋轉(zhuǎn)，從而控制了截割臂??在水平方向上的變化；通過截割臂調(diào)高液壓缸３的伸縮，控制主截割臂４在豎??直方向上旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，從而控制了其豎直方向上的變化。截割頭５在主截割臂４??的帶動(dòng)下就可以運(yùn)動(dòng)到指定位置進(jìn)行截割。??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3284078