發(fā)布時間：2021-05-15 19:29

　　針對煤礦井下錨桿支護時需要人工布網(wǎng)、人工鉆錨存在的作業(yè)環(huán)境差、勞動強度大、支護效率低等問題,提出了一種由掘進機器人、超前支護機器人和鉆錨機器人構成的煤礦掘進機器人系統(tǒng),旨在提高煤礦井下支護效率,降低井下工作人員勞動強度,最大限度的解放生產(chǎn)力。本文主要研究鉆錨機器人自動鉆錨單元。（1）設計了煤礦掘進機器人系統(tǒng)總體方案,提出了掘進機器人、超前支護機器人和鉆錨機器人基本結構、工作原理以及協(xié)作機制。（2）設計了集自動鉆錨單元、布網(wǎng)單元于一體的鉆錨機器人總體方案,提出了一種新型的自動鉆錨單元,給出了其工作原理,該單元具有自動換鉆、鉆進、安裝錨桿等功能。（3）設計了自動鉆錨單元的關鍵零部件,對電機和液壓缸進行了選型計算。利用三維建模軟件SolidWorks,建立了鉆錨機器人以及自動鉆錨單元的三維實體模型。（4）將鉆錨機器人自動鉆錨單元各部件三維實體模型導入到有限元分析軟件ANSYS中,并建立其靜力學仿真模型,對其進行強度校核、結構優(yōu)化分析、模態(tài)分析以及疲勞強度分析等。（5）對自動鉆錨單元進行運動學和動力學分析,并將自動鉆錨單元三維實體模型導入運動學分析軟件ADAMS中,對其進行簡化處理、添加約束和... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外錨桿支護設備研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外錨桿支護設備研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)錨桿支護設備研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容和技術路線
        1.3.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 本文技術路線
2 煤礦掘進機器人系統(tǒng)總體方案設計
    2.1 煤礦掘進機器人系統(tǒng)設計
        2.1.1 掘進機器人設計
        2.1.2 超前支護機器人設計
        2.1.3 鉆錨機器人設計
    2.2 鉆錨機器人自動鉆錨單元設計
        2.2.1 自動鉆錨單元結構設計和工作原理
        2.2.2 自動鉆錨單元靜力學分析
        2.2.3 自動鉆錨單元運動學和動力學仿真分析
    2.3 本章小結
3 自動鉆錨單元機械結構設計與建模
    3.1 自動鉆錨單元機械結構設計要求
    3.2 自動鉆錨單元整體機械結構設計
        3.2.1 SolidWorks三維建模軟件的介紹
        3.2.2 自動鉆錨單元整體三維建模
    3.3 自動鉆錨單元主要部件機械結構設計
        3.3.1 自動上錨桿機構的設計
        3.3.2 自動鉆錨機構的設計
    3.4 自動鉆錨單元電機的選型計算
    3.5 自動鉆錨單元液壓缸的選型計算
    3.6 本章小結
4 自動鉆錨單元靜力學分析
    4.1 有限元分析理論概述
        4.1.1 ANSYS Workbench軟件的介紹
        4.1.2 有限元分析原理
    4.2 自動鉆錨單元關鍵部件的校核
        4.2.1 鉆桿的校核
        4.2.2 液壓臂上底盤的校核
    4.3 液壓臂上底盤模態(tài)分析
        4.3.1 導入模型并劃分網(wǎng)格
        4.3.2 加載并求解模態(tài)
    4.4 液壓臂底盤的校核及結構優(yōu)化改進
        4.4.1 液壓臂底盤的校核
        4.4.2 液壓臂底盤結構優(yōu)化改進
    4.5 液壓臂底盤的疲勞壽命分析
    4.6 鉆錨機構的校核
    4.7 本章小結
5 自動鉆錨單元運動學和動力學仿真分析
    5.1 ADAMS軟件及其理論基礎介紹
        5.1.1 ADAMS軟件介紹
        5.1.2 ADAMS理論基礎概述
    5.2 自動鉆錨單元運動學和動力學模型的建立
        5.2.1 虛擬樣機模型的導入
        5.2.2 約束與驅動的添加
    5.3 自動鉆錨單元運動學仿真實驗及分析
    5.4 自動鉆錨單元動力學仿真實驗及分析
    5.5 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3188204