隨著智能制造對(duì)基礎(chǔ)制造業(yè)和生產(chǎn)業(yè)帶來了新的沖擊,智能化的生產(chǎn)過程已經(jīng)成為了煤礦生產(chǎn)的新要求,設(shè)備智能狀態(tài)感知技術(shù)便是實(shí)現(xiàn)智能化綜采工作面的關(guān)鍵技術(shù)之一,而液壓支架作為綜采工作面的重要支護(hù)設(shè)備與動(dòng)力提供設(shè)備,對(duì)液壓支架工作狀態(tài)的智能感知特別是位姿監(jiān)測(cè)便具有重要的意義。本文主要研究了液壓支架頂梁與底座的支護(hù)位姿獲取方法,建立了液壓支架群直線度的評(píng)價(jià)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架群的位姿及直線度信息的精確感知。論文的主要研究工作為:(1)針對(duì)井下液壓支架支護(hù)位姿監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不夠完善的問題,通過分析綜采工作面的三機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及液壓支架的偏移類型,建立液壓支架位姿監(jiān)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架支護(hù)位姿的全面監(jiān)測(cè)。(2)針對(duì)液壓支架頂梁與底座的位姿監(jiān)測(cè)精度較低的問題,采用基于多傳感器融合的支架位姿監(jiān)測(cè)方法,用以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架頂梁與底座的精確位姿感知,并針對(duì)液壓支架降架-移架-升架過程對(duì)其三軸位姿的影響,采用基于自適應(yīng)加權(quán)的位姿數(shù)據(jù)融合方法,用以實(shí)現(xiàn)對(duì)更加精確的液壓支架偏航角與橫滾角信息的獲取。(3)針對(duì)液壓支架直線度信息獲取較難的問題,提出了一種基于D-H坐標(biāo)法的液壓支架直線度測(cè)量方法,通過行程傳感器與角度傳感器組合的方式實(shí)現(xiàn)液壓支架群的直線度信息獲取,并在對(duì)支架位姿數(shù)據(jù)獲取的前提下提出了一種基于九軸姿態(tài)傳感器的液壓支架直線度監(jiān)測(cè)方法,通過對(duì)支架姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行積分解算,用以表征支架的直線度信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的直線度監(jiān)測(cè)。(4)為了驗(yàn)證所提出的液壓支架位姿監(jiān)測(cè)精度及液壓支架群直線度監(jiān)測(cè)精度,本文基于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的綜采工作面智能化協(xié)同控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以雙柱掩護(hù)式液壓支架為對(duì)象,搭建液壓支架位姿及直線度監(jiān)測(cè)平臺(tái),并對(duì)液壓支架位姿監(jiān)測(cè)與直線度監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TD355.4;TP212
【部分圖文】：

綜采三機(jī)圖

本文技術(shù)路線圖

2液壓支架偏移分析及位姿建模92液壓支架偏移分析及位姿建模2.1綜采工作面三機(jī)運(yùn)動(dòng)關(guān)系目前，煤礦開采的過程基本如圖2.1所示。在實(shí)際的綜采工作面生產(chǎn)過程中，煤礦綜采“三機(jī)”主要按工藝流程共同完成開采工作。本文以圖中采煤過程為例，簡(jiǎn)要闡述了煤礦綜采“三機(jī)”在綜采工作面中的作用和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。如圖中所示，采煤機(jī)位橫跨于刮板輸送機(jī)的上側(cè)，并通過左右滾筒實(shí)現(xiàn)落煤裝煤；刮板輸送機(jī)靠近煤壁，其另一側(cè)與液壓支架推移千斤頂連接，通過鏈條和刮板的運(yùn)動(dòng)將煤輸送到溜槽；液壓支架通過推移機(jī)構(gòu)與刮板輸送機(jī)相連接，并同時(shí)負(fù)責(zé)支撐頂板，為人員和設(shè)備提供安全的工作空間，通過與刮板輸送機(jī)協(xié)同實(shí)現(xiàn)“推溜”操作，實(shí)現(xiàn)綜采工作面連續(xù)推進(jìn)。1-未推移刮板輸送機(jī)2-為推移液壓支架3-采煤機(jī)4-煤層5-已推移刮板輸送機(jī)6-已推移液壓支架圖2.1綜采三機(jī)運(yùn)動(dòng)關(guān)系示意圖通過圖中位姿關(guān)系分析，液壓支架通過推拉油缸與刮板輸送機(jī)相連，所有刮板輸送機(jī)整齊排列，采煤機(jī)橫跨在刮板輸送機(jī)上。若液壓支架未達(dá)到規(guī)定的推移位置，會(huì)直接影響與之相連的刮板輸送機(jī)的位置，若液壓支架整體滯后，則刮板輸送機(jī)位置也會(huì)整體滯后，會(huì)導(dǎo)致采煤機(jī)割煤的厚度發(fā)生變化乃至無法進(jìn)行割煤；若液壓支架整體左偏，則會(huì)影響刮板輸送機(jī)整體左偏，最右端的煤層便可能無法開采；若液壓支架位置參差不齊，影響與之相連的刮板輸送機(jī)位置層次不齊，則采煤機(jī)在運(yùn)行過程中無法走一直線，會(huì)嚴(yán)重影響采煤的效率及安全性。故，液壓支架作為綜采工作面推進(jìn)的主要?jiǎng)恿�，其位姿影響整個(gè)采煤工作面的開采效率及開采安全，因此需要對(duì)其進(jìn)行精確的位姿監(jiān)測(cè)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2868084