本文關(guān)鍵詞：薄窄礦體開(kāi)采機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人類(lèi)對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用及需求量越來(lái)越大,然而礦產(chǎn)資源是不可再生資源,適用大規(guī)模開(kāi)采的礦床越來(lái)越少。因此為了滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)需求,對(duì)一直以來(lái)認(rèn)為沒(méi)有開(kāi)采價(jià)值的薄窄礦體(其分布薄且窄、稀散、規(guī)模小)加以開(kāi)發(fā)利用非常必要。但到目前為止,對(duì)此類(lèi)礦體的低成本高效開(kāi)采技術(shù)及裝備尚未見(jiàn)研究,如果仍采用傳統(tǒng)的方法開(kāi)采此類(lèi)礦體,不但耗費(fèi)大量的人力物力,而且對(duì)周邊環(huán)境影響大。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以薄窄礦體的低成本開(kāi)采為目標(biāo),分析了其技術(shù)可行性,構(gòu)建了相應(yīng)的開(kāi)采方案;研發(fā)了一種集自主掘進(jìn)、導(dǎo)航和在線識(shí)別掘進(jìn)路徑于一體的薄窄礦體開(kāi)采機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)了低成本、安全、高效、綠色開(kāi)采。本文的主要研究工作和結(jié)論如下:(1)依據(jù)地質(zhì)勘查資料,分析了薄窄礦體賦存特征和分布狀況,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的低成本開(kāi)采工藝方案;借鑒非開(kāi)挖技術(shù)、蚯蚓步進(jìn)式移動(dòng)機(jī)理,研究了薄窄礦體開(kāi)采機(jī)器人的總體方案。(2)利用系統(tǒng)化和模塊化設(shè)計(jì)方法,對(duì)開(kāi)采機(jī)器人的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析,并應(yīng)用Solid Works軟件建立了該開(kāi)采機(jī)器人的虛擬樣機(jī)模型;采用ANSYS Workbench對(duì)開(kāi)采機(jī)器人的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了有限元分析,提高了開(kāi)采過(guò)程中的穩(wěn)定性與可靠性。(3)通過(guò)對(duì)多種位姿檢測(cè)方法的分析,建立了在復(fù)雜地質(zhì)條件下開(kāi)采機(jī)器人的位姿檢測(cè)系統(tǒng)方案,該方案能有效地提高系統(tǒng)的精度與可靠性;根據(jù)位姿檢測(cè)結(jié)果,基于D-H矩陣確定了開(kāi)采機(jī)器人的實(shí)時(shí)位姿;按照地質(zhì)勘探確定的開(kāi)采路徑,研究了開(kāi)采機(jī)器人掘進(jìn)路徑跟蹤,設(shè)計(jì)了模糊PID控制算法,并在MATLAB/SIMULINK環(huán)境中進(jìn)行模擬仿真,結(jié)果表明在直線路徑和曲線路徑下都有較好的跟蹤效果。(4)在分析開(kāi)采機(jī)器人作業(yè)流程的基礎(chǔ)上,確定了開(kāi)采機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能需求;選用西門(mén)子PLC,設(shè)計(jì)了開(kāi)采機(jī)器人掘進(jìn)控制系統(tǒng),并采用EB8000組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了開(kāi)采機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面。本文研究的開(kāi)采機(jī)器人能低成本高效開(kāi)采規(guī)模小、厚度薄、分布稀散、地質(zhì)復(fù)雜的薄窄礦體,對(duì)提高礦產(chǎn)資源回收利用率具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP242

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10 財(cái)宣邋Q孟推，

本文編號(hào)：1238181