轴孔配合零件位置矫正装置研究

针对轴孔类零件组合装配过程中,容易产生位姿偏差的问题,采用杠杆矫正装置,结合零件位置矫正的方法,设计开发了一套适用于轴孔类零件装配的位置矫正装置。详细介绍了该装置的工作原理,并对该装置矫正效果进行了计算机模拟分析和实物验证,结果表明该装置通过多次矫正方法,可满足轴孔类零件装配位姿存在偏差时的装配要求,实现了配合零件快速而准确的装配目的。     

基于SVD-Unscented卡尔曼滤波的掘进机行进调度纠偏研究

针对井下悬臂式掘进机自主行进纠偏的实际需求,基于机身调度相对于规划路径的位姿偏差模型,设计并简化了机身调度位姿跟踪控制律,通过构建Lyapunov函数证明该控制律作用下位姿偏差的收敛性.以履带打滑率表征机身行进调度的主要执行误差,以位姿检测误差表征系统的主要观测误差,通过试验及验算获得误差的统计规律,并利用SVD-Un...     

基于机器视觉掘进机位姿检测应用现状与趋势

机器视觉技术依靠非接触、获取信息丰富的特点,在煤矿智能化的进程中得到了广泛应用,同时在煤炭开采中,掘进机的位姿检测有利于掘进机的自动化以及智能化操作进而有利于煤矿智能化进程的推进,不仅能缓解采掘失衡的矛盾,同时能降低工人的劳动强度,本文分析了近几年来机器视觉技术在掘进机位姿检测中的应用现状与趋势,研究了各种掘进机位姿检测方法中所涉及的图像预处理以及位姿检测模型的关键共性问题,并就关键共性问题,提出了机器视觉技术在掘进机位姿检测的应用中,应在图像采集硬件、位姿检测的冗余性以及特征提取的精确性方面做出突破。     

桩基础施工桩位偏差测量与控制实践

总结桩基础桩位偏差产生的类型、发生的原因、测量作业中预防控制措施和偏差发生后的处理措施。     

基于SINS/WSN组合下采煤机定位监测研究

综采是煤炭开采中最复杂的应用技术,采煤机在工作面的位置与姿态感知是实现采矿"三机"联动工作的关键。以采煤机为研究对象,提出了基于SINS/WSN信赖度的组合定位策略,并进行组合系统仿真研究,分析探讨了组合模型的定位精度,验证了SINS/WSN组合定位理论模型的有效性,同时测试了定位系统精度,为工程实践提供理论支撑。     

基于惯性导航技术的掘进机位姿测量系统研究

为实现掘进机位姿无人化、高精度的自主测量功能,提出了基于惯性导航技术的掘进机位姿测量系统并对其可行性进行分析研究。根据掘进机实际工况,提出了掘进机空间位姿参数,建立了位姿测量系统的数学模型,应用MATLAB进行仿真分析研究,得出了掘进机空间位姿参数在不同掘进进尺及掘进时间情况下的变化规律。     

悬臂式掘进机空间位姿的运动学模型与仿真

为实现掘进断面自动截割成形控制,达到无人采掘装备自主巡航目标,研究了悬臂式掘进机空间位姿运动学模型并进行了仿真。将悬臂式掘进机的机械机构简化为一系列平移或旋转关节串联而成的运动链,建立了掘进机空间位姿坐标体系;利用齐次坐标变换和机器人运动学相关理论建立了掘进机机身位姿和截割头相对于大地坐标系的空间位姿矩阵。采用D-H法求解了正向运动学问题即截割头空间位姿精确定位;采用代数法分析研究了逆向运动学问题即截割头轨迹规划及控制的数学模型。以EBZ200机型为例,实验仿真了类S形自下而上矩形截割断面工艺路径,并进行了现场多组试验。试验结果表明：设定巷道断面4 500 mm×4 000 mm,两帮综合最大误差为65 mm,相对控制最大误差为1.4%,达到煤巷断面质量精度要求,且重复精度高、无累计偏差。     

六自由度转台铰点坐标的求解

实际的六自由度转台存在着制造和安装误差 ,转台各个铰点的实际坐标与理论值之间会有偏差。提出了一种基于测量和优化来求解各铰点实际坐标的方法 ,用解得的实际坐标值代替理论座标值能够减小转台的位姿误差。     

基于空间交汇测量技术的悬臂式掘进机位姿自主测量方法

根据深部危险煤层无人化开采的需求,要实现无人环境下对悬臂式掘进机位姿的高精度测量。提出一种基于空间交汇测量技术的悬臂式掘进机自主位姿测量方法,由悬臂式掘进机搭载激光发射器并发射旋转激光平面,在其后方安装位置固定的激光接收器并通过激光平面获取激光发射器相对于其自身的方位,从而得到悬臂式掘进机相对于由激光接收器确定的巷道坐标系的位姿状态。构建悬臂式掘进机位姿测量的数学模型,运用仿真软件对该模型进行仿真并分析位姿测量精度。仿真表明：在激光发射器与激光接收器相距25 m时悬臂式掘进机定位点的最大测量误差在X轴,测量误差为0.082 3 m;姿态角的最大测量误差为横滚角,测量误差为2.018 4°。基本满足目前煤矿综掘工作面对悬臂式掘进机位姿测量精度的要求。     

矿井掘进机自主定位仿真模拟及应用研究

为解决井下巷道断面掘进质量,提出了掘进机自主定位系统指导综掘。从理论上阐述了掘进机定位系统组成和定位原理,模拟分析了掘进机自主定位误差情况、姿态角分布规律和校准效果,应用表明在自主定位下掘进掘进的巷道断面质量好,实现了快速、精准作业,为矿井实现高产高效奠定了理论基础。     

基于LabVIEW的立井吊盘位姿三维测控系统设计

针对施工立井吊盘在升降过程中容易发生倾斜、卡盘等问题,基于LabVIEW建立吊盘位姿实时动画显示的三维测控系统,搭建用于模拟吊盘位姿的实验台,通过采集卡采集的位姿数据驱动吊盘的三维虚拟模型,采用模糊控制算法进行调平控制。结果表明:当吊盘位姿发生变化时,LabVIEW中的动画能实时跟踪变化并反映吊盘的真实运动状态,实现吊盘位姿的实时监测;当吊盘发生倾斜时系统快速进行调平控制,能实现吊盘的快速自动调平。     

惯性导航初始对准偏差与安装偏差校准方法对采煤机定位精度影响

以惯性导航元件与里程计为传感元件的航位推算方法是综采工作面可行的采煤机定位方法。通过建立航位推算误差模型,分析了惯性导航元件初始对准偏差角和安装偏差角对采煤机运行过程中定位精度的影响。结合航位推算轨迹与实际轨迹的相似性,提出了基于两点法的两种偏差角校准算法,并通过试验验证了校准算法的有效性。在试验条件下,校准前后采煤机定位50%球概率误差(SEP)半径值分别为12.062 m和0.104 m。采煤机往复截割过程中一个截割循环内采煤机的定位精度保持在相同的水平。     

矿用巡检机器人的位姿误差补偿研究

介绍了一款矿用巡检机器人，机器人在井下巡检过程中行走在淤泥地面，足端会产生一定的位姿误差，位姿误差直接影响到了机器人的定位精度，而定位精度直接影响到了机器人的工作质量，因此需要对其进行位姿误差补偿研究以提高机器人足端的定位精度。建立了几何误差模型与非几何误差模型，并将几何误差与非几何误差进行叠加建立综合误差，利用输入规划法对各个阶段的综合误差进行了误差补偿，通过仿真来对误差补偿前后进行分析来验证其补偿效果，达到提高机器人定位精度的目地。     

煤矿掘进机机身位姿感知及定向方法研究

本文对煤矿掘进机机身位姿感知及定向技术和方法进行了详细研究，通过对比，采用惯性导航法对掘进机位姿进行测量，并对惯性导航原理及掘进机行走智能控制进行了分析与设计，建立了掘进机行走机构、行走过程及行走轨迹模型。     

液压并联机器人位姿误差分析及计算

分析了液压并联机器人位姿误差的产生原因及影响因素,提出了任意位姿下的位姿误差计算方法。针对并联机器人设计阶段给出的各结构参数的误差范围,给出了计算最大位姿误差的方法。对设计和评价液压并联机器人具有一定的指导作用。     

改进遗传算法在求解液压支架位姿参数中的应用

建立了以液压缸为驱动的液压支架运动学模型,利用改进的遗传算法对模型中的位姿参数进行求解,并将改进的遗传算法编写为C++程序,实现了利用改进的遗传算法快速准确地求解液压支架的位姿参数。     

新型立井掘进装岩机的结构设计及运动仿真

针对现有的立井工作面施工存在的问题,设计了一种将立井工作平台与挖掘装置结合的立井特种作业装料装置,实现了大块岩石的破碎和装运。并根据实际工况对其进行了运动学分析,建立了其SimMechanics仿真模型,通过MATLAB绘图功能绘制了挖斗齿尖挖掘包络图,结果显示,该装料装置满足某立井掘进装岩要求。     

基于空间阵列式惯性单元的防冲钻孔机器人位姿解算方法

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其准确定位和定姿是实现卸压作业无人化的基础和前提.通过分析国内外移动机器人及煤矿井下移动设备定位技术的特点,提出了一种基于空间阵列式惯性单元的防冲钻孔机器人位姿解算方法.在分析常规惯性传感单元定位误差类型及来源的基础上,建立了空间阵列式惯性单元数据融合模型,推导出角速度和比例...     

凿岩机器人钻臂定位机构中重力和外载荷的计算

分析了钻臂自重及其承受的外载荷对钻臂定位机构所形成的位姿误差．以机器人运动分析中采用的齐次变换矩阵为基础，推导了各杆件自重及外载荷在各关节上的等效力和力矩的计算公式。     

基于掘进机位姿测量系统的自主标定方法误差分析

围绕在狭长综掘巷道中掘进机位姿激光测量系统位姿参数高精度自动测量的问题,首先系统介绍了位姿测量系统,研究了位姿测量系统测站移站后高精度自动全站仪自主标定原理。依据激光测量原理及掘进机工作特点,构建了全站仪移站后全站仪设站点坐标与定位棱镜坐标测量误差数学平差模型,并通过Matlab进行了不同标定距离、不同测量距离对悬臂式掘进机位姿参数测量误差影响规律的仿真分析。分析结果表明:掘进方向的位姿误差比较大,掘进机姿态角误差均随测量距离和标定距离的增加而增加,且测量距离对姿态角误差影响更明显;姿态角的最大测量误差为航向角,测量误差为0. 015 7°。从而验证了激光导向系统自主标定的可行性,并由此提出了一种相对最优的自主标定策略。完全满足目前煤矿综掘工作面对悬臂式掘进机位姿测量精度的要求。