地下铲运机的改进型节能换挡策略研究

通过对地下铲运机的节能换挡策略的研究,发现地下铲运机油门或载荷发生较大变化时,传统节能换挡策略会出现重复错误的换挡。通过加入对换挡趋势的判断,避免了地下铲运机应用节能换挡策略时出现的重复错误换挡,为地下铲运机及其他装有液力变矩器的车辆换挡策略的制定提供了借鉴。     

考虑油泵功率消耗的地下铲运机换挡策略

地下铲运机在油泵功率消耗较大时存在换挡冲击问题。以首台国产自动换挡的地下铲运机KCY-2的传动系统为研究对象,利用等效油门法求出接近实际扣除油泵功率消耗后的发动机与变矩器的共同工作点,制定换挡表并经过仿真验证,基本解决油泵功率消耗导致的换挡冲击问题。     

铲运机换挡策略的初步研究

在矿山的地下开采中,铲运机发挥着巨大作用,但井下作业条件恶劣,铲运机需要频繁换挡,司机负担沉重。为减轻司机作业强度,对铲运机的自动变速系统开展研究十分必要。本文对几种已有的车辆的换挡策略进行了介绍和分析,选择了适合铲运机实际工况的综合换挡策略,对后续铲运机自动变速系统的研究提供了借鉴。     

液控差动调速技术初探

为更好地解决地下矿用电动铲运机交流异步电动 机－液力－机械传动系统的调速问题，我所曾对液控差动调速技术进行了研究和试验。 地下矿用内燃铲运机的传动系统与工程装载机相仿：以柴油机为动力，通过液力变矩器、动力换挡变速箱，将动力传输给前后驱动桥并驱动车轮旋转。通过动力换挡变速箱可以换向和换挡，通过控制柴油机的油门可使铲运机在已调定的挡位上进行调速以避免起步和换挡冲击。地下矿用电动铲运机的传动系统也基本与工程装载机相仿，只不过采用外特性较硬的三相交流异步电动机作动力，即一般为电动机－液力－机械传动的形式。…     

典型路径下的地下铲运机行驶轨迹分析

路径跟踪是实现地下铲运机自动化作业的基本任务之一,一般在规划要求跟踪的路径时以巷道路面中心线为期望路径。本文通过典型路径下的地下铲运机行驶轨迹分析,证明了地下铲运机前桥中心点和后桥中心点并不能同时跟踪巷道路面中心线。当考虑到地下铲运机的车身外廓后,其定位中心点的轨迹与巷道路面中心线也不重合。因此在规划地下铲运机自主行驶期望路径时,应该以铲运机实际的轨迹为设计依据。     

地下铲运机牵引力特性研究

地下铲运机在自主行驶时速度与加速度的控制非常重要,通过对2m3铲运机发动机与变矩器共同输入输出点的计算,结合传动系统模型,得出了不同油门开度下铲运机的牵引力与速度的关系,为后续地下铲运机自主行驶方面的研究提供了借鉴。     

基于电液控制技术的地下铲运机无线遥控系统设计

地下铲运机是现代资源开采无轨化运输设备的重要组成部分,在工作人员无法到达的危险工作面对其进行无线遥控操作显得尤为重要。采用电液控制技术,对无线遥控地下铲运机的制动、油门和液压换挡系统进行改造,并深入研究了无线遥控系统的工作过程和实现无线遥控操作的控制方法,设计了与之相适应的改造方案。样车试验的良好效果证明了设计的可靠性,对其他工程机械的遥控化改造也具有一定的借鉴作用。     

电动铲运机的设计

地下矿用铲运机多以柴油机驱动,但数年前又出现了可以替代它的电力驱动。由于出现了此项需求和对这方面的兴趣日益增长,MAN-GHH公司于1975年开始研制以卷筒电缆供电的电动铲运机。首批这种铲运机供给了意大利的一个矿山,后来,该矿在生产中全部改用了GHH电动铲运机。地下矿用铲运机通常是在冲击载荷、尘埃多、潮湿和高温的环境中作业。开采不同矿物时一些较重要的环境影响如表1。     

地下铲运机自主行驶过程中转向死区的研究

地下铲运机依靠车载控制器输出的指令控制行驶方向,实现自主行驶。虽然控制器输出是线性的,但是地下铲运机动作却不是,当输出值过小,地下铲运机不转向,存在转向死区现象。对此开展研究,通过对死区的理论分析,试验测试,优化地下铲运机的控制算法,进而减小地下铲运机在行驶过程中死区的影响,提升自主行驶的控制效果。     

基于智能减阻策略的地下铲运机自动铲装控制研究

地下铲运机在铲装作业过程中其铲斗力学性能复杂多变,驾驶室操作员只能根据工作经验实时观察判断后进行操作,实际效果并不理想。通过研究铲装过程中的力学性能,提出一种基于智能减阻策略的地下铲运机自动铲装控制方法,可以高效、低耗地完成铲装过程的自动控制。基于时序反馈,配合铲装过程中的多次举斗或撬斗动作,不断破坏料堆中密实核的生成并减小铲装阻力,提高了铲运机满斗率和工作效率。同时,基于EDEM软件开展智能减阻铲装过程仿真研究,在工程铲运机上搭建了自动铲装控制系统,并通过人机交互编程控制开展了工程应用。结果表明,基于智能减阻策略的地下铲运机自动铲装控制系统的控制效果稳定,可靠性高,可完全满足工业应用的要求。     

自主铲运机的定位导航和控制策略基本思路

根据自主铲运机(LHD)自身结构和其运动轨迹特点,对铲运机在巷道内所处的位置和姿态进行定义。对感知地下巷道环境的传感器进行选择,确定了激光扫描器为主要环境感知传感器。提出了一种巷道电子地图和铲运机期望路径的构建方法,该方法即符合实际,又快速方便。通过扫描器实时构建局部环境地图,与巷道的电子地图相匹配,可确定车辆的位置和姿态。提出了铲运机定位导航和智能控制策略基本方法和思路,该控制策略方法可提高自主铲运机在井下的运行速度,提高自动铲运机的作业效率。     

混合动力地下铲运机驱动系统建模与仿真

根据混合动力地下铲运机驱动控制策略开发的需求,采用能量宏观表达法(EMR)建立驱动系统模型。模型中引入桥荷变化因素,并建立前后桥耦合关系。通过实验数据分析计算得到模型仿真参数。通过仿真与实验数据对比,表明所建立的驱动系统模型能够反映出地下铲运机的工作特性,验证了模型的准确性,证实该模型可用于驱动系统控制策略的开发验证。     

TORO1400E电动地下铲运机卷缆系统分析

国外厂家对TORO1400E卷缆系统知识产权保护意识很强,只提供设备操作、维护和保养的基本技术资料,不提供卷缆系统专业的技术资料。针对TORO1400E电动地下铲运机的卷缆系统进行分析,研究卷缆过程中液压系统的工作原理以及PLC需要判断的信号,通过PLC的闭环控制,实现卷缆与车速的同步,以达到电动地下铲运机的高效安全运行。通过对铲运机卷缆系统的分析,对以后大型电动地下铲运机的研究及国产化有重要的使用价值。     

2m3地下铲运机Posistop制动系统仿真

地下铲运机在巷道行驶中的制动稳定性与可靠性对矿井的安全至关重要,对TCY-2HL内燃地下铲运机PosiStop制动性能进行了仿真分析和实验研究,结果表明,其制动性能可以满足地下铲运机的制动要求。     

基于多目标遗传算法的地下铲运机性能优化研究

为了能够提高地下铲运机的性能,深入地研究了多目标遗传算法在铲运机性能优化设计中的应用。分析了地下铲运机的主要性能参数;建立了地下铲运机多目标优化的数学模型;然后,分析了改进多目标遗传算法的基本原理;利用MATLAB软件进行了地下铲运机的性能优化分析,优化设计结果使地下铲运机性能得到了极大地提高,并且表明该算法的优越性。     

铲运机自动化技术的新进展

过去20年中，铲运机一直是地下无轨采矿中的主要设备。然而人们总是希望能找到新的设备代替铲运机，有人认为发生根本改变的时候已经到来。但是这些年来，铲运机仍是不可缺少的主要生产设备，其生产能力大、完好率高、作业成本适中，并且还出现了许多新的装运技术。然而，变化已经发生。矿山正越来越广泛有效地使用着地下汽车，而且据生产厂家说，目前销售量日益增加。显然，汽车能缩短铲运机的转运距离，在铲运机与汽车配套使用时能大大延长铲运机的使用寿命。因此制造厂商正在设计更优化的这种配套设备。目前，更多的研究工作重点是铲运机…     

地下遥控铲运机遥控技术和精确定位技术研究

详细分析和评述地下遥控铲运机的遥控技术和精确定位技术等相关领域的国内外研究现状、存在的问题及今后的发展趋势等,阐述在我国研发地下遥控铲运机的遥控技术和精确定位技术的必要性.通过对地下遥控铲运机的遥控技术和精确定位技术的深入研究,以数字矿山无线通信系统为平台,研究遥控铲运机的智能化实现方法,初步建立我国无人采矿设备的技术开发体系和技术平台,并可获得我国地下矿山的自动化采矿关键技术和方法,为今后实现地下矿山无人开采设备开发和建立工业应用集成系统提供技术支撑.     

近几年国外地下铲运机的发展动态

由于近几年世界黄金及金属价格的回升，既促使这些矿山对地下铲运机(即地下装载机)，特别是对遥控地下铲运机的需求增加。也促进了地下铲运机行业产量、质量和管理的快速发展。不仅大的地下铲运机制造厂如：Atlas Copco Wagner、Sandvik Tamrock、Caterpillar如此，就连小的地下铲运机制造厂如GHH、Schopf、Paus、MTI、Bumar、Boart Longyear公司也有很大变化，下面分别介绍之。     

地下铲运机最大铲取力试验装置的设计

铲运机最大铲取力的大小是衡量地下铲运机综合性能的一项重要参数。根据地下铲运机设计的技术要求,铲运机出厂前必须对最大铲取力进行测试。通过对铲运机的设计要求、技术参数及工作原理进行分析,并查阅了国内外各种相关资料,最终设计出了地下铲运机最大铲取力试验装置。这套装置具有其独创性,得到了国家质量检测中心的认可。实践证明,这套装置安全、可靠。文中主要介绍了该装置的设计依据、结构设计、强度校核、应用实例及实际使用效果。     

地下矿山铲运机无人驾驶技术发展及应用

铲运机从有人驾驶迈向无人驾驶是地下矿山装备自动化发展必由之路。通过调研国内外铲运机无人驾驶技术的发展现状,分析其技术难点,并结合我国矿山发展的现状,对地下矿山铲运机无人驾驶技术进行了初步探索。以某矿山实际应用情况介绍了铲运机无人驾驶系统的功能和技术要求,生产实践也表明,无人设备可提高生产效率,减少人力成本及安全隐患,具有广泛的市场前景。未来借助国内以人工智能及大数据技术为代表的信息化技术发展浪潮,我国无人驾驶地下铲运机及其他无人设备存在弯道超车的可能性,在实现自动化的基础上,进一步实现地下矿山智能采矿。