反应式导航在地下自主行驶铲运机中的应用

基于＂沿墙壁＂的反应式导航技术,设计了铲运机自主导航算法。通过对铰接转向角和油门的控制,使铲运机车体与墙壁保持一定的安全距离和安全角度自主行驶。根据条形码技术设计了一种可识别的编码信标,该信标可以有不同的编码组合,利用激光雷达的扫描和这种编码信标可以实现对若干关键位置（例如起点、采掘点、倾倒点等）的判定,为导航决策系统...     

无人操纵铲运机井下导航研究

研究地下无人操纵铲运机井下导航系统,包括整体的导航方案选定,控制部分硬件的搭建,铲运机转向液压控制部分的设计以及导航算法的研究和验证.利用PROE和ADAMS对某型号铲运机进行三维多体力学建模,针对转向系统,通过MAT-LAB/Simulink联合仿真对转向算法进行验证,确定最佳算法.     

地下矿铲运机选型优化建模简述

为使无底柱分段崩落法的地下矿山更好地使用铲运机,运用运筹学方法对溜放、运输、提升系统进行效益规划,建立了效益规划的简单数学模型。为地下矿铲运机的选择提供理论依据。还提出了用计算机进行求解的有效工具,对求解工具的主要情况进行了简要的介绍。主要是提供一种优化的思路及求解的方法。     

基于显式有限元法的地下铲运机FOPS研究

为了研究地下铲运机FOPS的抗冲击性能,采用显式有限元法仿真模拟了FOPS受落锤冲击的试验过程。以某地下铲运机为例,首先建立了FOPS和落锤的有限元模型,确定了有限元模型的边界条件及加载方法,然后分析了FOPS受落锤冲击过程中的能量转换关系、冲击变形及应力分布情况。仿真结果表明:FOPS的抗冲击性能满足标准ISO 3449要求,并给出了FOPS的结构改进建议。     

无人操纵铲运机转向控制方法的研究

作为具有大延迟、大惯性、高度非线性的复杂系统,地下铲运机的铰接转向的自动控制,使用常规的以位置差值为控制目标的PID和模糊自整定PID控制方法效果并不理想,阶跃响应振荡过大,收敛过慢,控制的精度也远远不够。本文通过模拟人工驾驶经验,增加新的控制参数,将与目标曲线夹角值和与目标曲线的横向位置差值为双控制目标,进行主动预控制来优化和修正行走路线,并使用AD-AMS/Simulink对铲运机的行走控制进行联合仿真,验证了此算法使系统的快速响应和稳定性都得到了极大的提高。这对于大惯性、难控制的工程车辆的自动行走控制方法的探索和改进有积极的意义。     

基于强化学习算法的地下铲运机车速控制

针对铲运机无人驾驶行驶时车速变化难控制的问题,将强化学习算法应用于车速的控制,使车辆在各种状态下车速保持平滑稳定.对比了强化学习算法和经验法、模糊控制、传统PID控制、滑膜控制、逆控制、智能优化算法等算法,分析并设计了强化学习策略,推导出了强化学习模型,即控制车速和上一时刻车速、上一时刻航向角偏差、上一时刻位置偏差的关...     

基于MATLAB 的无人铲运机转向特性研究

基于无人铲运机的原地转向特性,建立铲运机的运动学及动力学模型,分别在混泥土路面和井下路面两种工况下对转向油缸驱动力、转向力矩等进行计算。采用MATLAB软件对油缸驱动力、转向力矩等进行计算及仿真,为无人铲运机的转向液压系统设计及转向控制策略提供理论依据。     

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进行研究,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借鉴。     

地下铲运机跟踪轨迹推算模型研究

路径跟踪是实现地下铲运机自动化作业的基本任务之一。本文对地下铲运机跟踪轨迹特性进行了研究,对轨迹参数进行了定义,推导出了轨迹偏差与车辆结构尺寸、转向角、转向角速率、车速、路径曲率的函数关系,建立了轨迹推算精确模型,为地下铲运机导航控制器的设计奠定了基础。     

基于模糊PID控制理论的地下铲运机工作机构运动轨迹研究

本文以KCY-2地下铲运机正转六杆工作机构为研究对象,对铲装工作机构进行建模分析,获得了铲斗斗刃位置与动臂油缸和转斗油缸行程之间的运动关系;对铲装工作机构液压系统进行分析,获得了工作油缸的液压控制模型,基于模糊PID控制理论,设计了动臂油缸和转斗油缸的模糊PID控制器,并对转斗油缸运动轨迹进行仿真分析。仿真结果表明：工作油缸基本能按照设计轨迹运动,误差在合理范围内,铲装工作机构的模糊PID控制器设计合理可靠。     

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。     

基于改进混合A*算法的地下无人铲运机智能路径规划

矿山无人铲运机自主定位导航是井下采矿装备智能化程度评价的重要指标,其中路径规划是铲运机自主行走的重要组成部分。而目前井下铲运机的规划路径多以巷道中心线为基础或难以执行,本文提出了一种适用于地下矿采场无人铲运机的混合A*算法进行出矿点到卸矿点的全局路径规划。首先分析了井下铲运机的运动模型,确定其路径规划参考点及车辆本身的数学结构关系,简化路径规划问题复杂度;其次针对铲运机作为非完整约束机器人,从栅格地图中当前点到目标点启发式函数构建以及子节点扩展方法两个方面设计了混合A*算法进行全局路径规划方法;最终采用地下矿采场中常见的五种巷道交岔口场景进行了路径规划试验分析,证明了以Dubins曲线、ReedsShepps曲线以及A*算法的启发式函数值中最大值作为该节点启发式函数的值进行混合A*算法搜索更新较为合理,能得到可以行驶的优化路径。为进一步推进井下铲运机无人化提供了理论基础,保证了规划路径的可执行性。     

地下铲运机工作机构定量泵液压控制系统的设计

本文论述一种新型地下铲运机工作机构的定量泵液压控制系统。该液压系统具有单泵和双泵两种供油状态,该液压系统能够较少占用发动机功率,节省下来的发动机功率可用于加大牵引力和铲斗插入力,从而提高了铲斗一次铲取装满率。     

HCY-3地下铲运机的研制

HCY-3型地下铲运机主要用于非煤地下矿山,以铲装、运输爆破后的松散物料为主。详细介绍了该铲运机的主要技术参数、基本结构及特点,主要结构包括:发动机系统、传动系统、行走系统、制动系统、液压系统、电气系统。该机采用了道依茨低污染水冷发动机、液力变矩器和电子换档变速箱、全液压工作制动系统等先进技术,具有整机布局合理、结构紧凑、动力匹配好、外形尺寸小、重量轻、安装简便维修保养方便、对环境污染小等特点。     

主从控制式地下电动铲运机遥控系统研究

针对电动铲运机地下作业的遥控需求,将PLC、步进电动机、电磁阀、传感器、视频监控技术与电动铲运机有机集成在一起,基于组态软件开发了适用于地下远距离作业的电动铲运机遥控系统。试验表明,该系统功能齐全、操作方便、易于遥控,能有效控制电动铲运机的各项动作。     

基于WLAN与ZigBee的地下铲运机无线网络通信方案

提出一种WLAN与ZigBee相结合的地下铲运机无线网络通信方案。根据ZigBee网络中的RSSI值计算出铲运机粗定位数据,并将其传输到车载计算机主控单元,该单元据此粗定位数据及车载传感器数据估算出铲运机的位置与姿态;通过WLAN在地面计算机与车载计算机之间传输铲运机视频监测数据、远程遥控数据及铲运机的位置与姿态数据。依此方案搭建的无线通信网络,分别在车载计算机主控单元和地面计算机上开发了数据采集与控制系统和超视距遥控与监控系统,实现了铲运机超视距遥控/无人自主行走功能,在模拟样车上取得了良好的实验效果。     

地下铲运机发动机负载调速特性模型研究

发动机模型是研究车辆传动系统的基础,根据发动机外特性数据用叠加函数法构建地下铲运机的各个油门开度下的调速特性模型,之后结合系统油泵的输出功率,建立了发动机负载特性模型,为后续自主行驶地下铲运机传动系统建模分析起到了关键作用。     

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。     

地下铲运机多模式自主行驶控制方法研究

针对井下复杂多变的巷道环境条件和地下铲运机的车身结构特点,将地下铲运机目标路径规划及偏差计算结合起来,并划分为四种计算控制模式,即扫描光束三角计算偏差、扫描光束对称计算偏差、人工示教和轨迹偏差推算等控制模式。通过在不同的井下巷道环境条件下,运用不同的偏差计算控制模式或将其组合使用,在减少计算量和控制复杂性的同时,取得地下铲运机较理想的自主行驶控制效果。