矿用无人驾驶车辆车载计算单元硬件在环仿真测试研究

矿用车辆无人驾驶技术是实现智能矿山无人化运输的关键技术,车载计算单元又是矿用无人驾驶车辆的核心,接入传感器及控制器后,车载计算单元通过无人驾驶算法输出控制指令控制车辆行驶。针对车载计算单元进行实车测试验证存在的成本高、难度大、效率低、安全无保障等问题,研究了一种硬件在环仿真系统。介绍了该仿真系统的结构及其功能,详细阐述了对车载计算单元主要接入的GPS、激光雷达、毫米波雷达、视觉传感器等硬件设备以及矿车线控系统进行的仿真测试,并对自动/人工驾驶切换与仿真报告生成进行了说明。通过在白云鄂博矿区场景下对矿用无人驾驶车辆进行装载运输卸载过程的仿真测试,验证了车载计算单元的命令执行、车辆行驶决策规划、控制逻辑等的正确性与稳定性,同时也验证了仿真系统的有效性与可应用性。     

改善液压支架液控单向阀控制系统的可靠性

<正> 一、采矿的要求现代化自移支架的控制系统多数设计成液控先导系统。这种控制系统是由手动操作或电磁控制的先导阀和液控操纵阀与单向阀组成的。单向阀是用于闭锁液压支柱、液压千斤顶活塞腔。图1所示为一般支柱控制回路。闭锁活塞腔的液控单向阀装在支柱和操纵阀之间,这种布置可使支柱不经卸载便能更换操纵阀,并在管路破断时支柱亦不致卸载。     

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。     

专利技术

手动液控先导分体式安全阀组（专利号：95211850．5）煤炭科学研究总院太原分院卡岳望等人设计。它包括先导阀、主控阀和高压胶管。先导阀是一个微型手动换向阀，设置于上支架上；主控间为一个液控换向阀，装于下支架上；先导阀和主控阀之间采用高压胶管连接。该阀组通过先导阀与主控阀的协调配合，可实现井下远距离安全操作，具有体积小、流量大、安装方便、操作省力、密封可靠和使用寿命长等优点。三叉式液压支架（专利号：96209441．2）北京王宜举设计。煤矿井下回采工作面的一种支护设备，适于机采、炮采和放顶煤工作面。通过前后叉形连…     

矿用电机车车载弯道和岔道报警装置

车载报警装置是以MCS -51系列单片机为核心 ,采用无线遥控发射一接收元件作为机车到达弯、岔道的检测元件 ,以优质单片语音录放电路作为语音报警系统 ,由单片机根据接收到的不同位置的编码信号 ,使系统发出相应的语音报警信号进行报警。     

基于AMESim的液压支架用液控单向阀工作特性分析

液控单向阀的性能指标直接决定液压支架卸载性能的优劣。通过对FDY480/50型液控单向阀结构、工作原理的介绍,利用AMESim16.0软件搭建了该型号液控单向阀的液压仿真模型,并对该单向阀进行了工作特性分析。仿真结果表明,随着大阀芯活塞杆直径的减小,该型号液控单向阀正向开启压力将降低;随着小阀芯弹簧腔活塞杆直径的增大,该型号液控单向阀反向开启压力将降低。     

井下凿岩台车无线遥控系统设计

如何将原有的传统设备改造升级是目前矿山面临的亟需解决的问题。为此,以阿特拉斯凿岩台车设备为研究对象,进行设计了一套基于STM32微控制器无线遥控系统,并对其进行了一系列技术改造。系统包括遥控操作单元(OU)、车载接收单元（MU）、倾角传感器采集单元。研究结果表明,该套系统在不影响整车原有电气系统的前提下,将有线操控升级为无线遥控,大幅度提高操作人员人身安全和工作效率。     

一种进口液控单向阀使用分析及改进

全面介绍了由德国进口的立柱液控单向阀的结构原理和特点，并对该元件在系统使用中出现问题的原因进行了综合试验研究和理论分析，提出了具有针对性的改进方案。     

液控单向阀对液压支架立柱动态特性影响研究

液压支架立柱在降柱、受到冲击作用时,立柱液压缸内会出现突变载荷,严重时易造成液压缸及其控制阀的损坏。为了研究液控单向阀对突变载荷的影响,在AMESim中搭建了液压支架立柱的液压系统模型,分别对液压支架立柱降柱、受到冲击作用时的状态进行时域分析。提出了一种变阻尼液控单向阀,并在AMESim中搭建新型变阻尼液控单向阀模型进行仿真分析,得到了立柱液压缸的动态响应曲线。经对比仿真结果,变阻尼液控单向阀能有效降低突变载荷,提高了立柱液压系统的稳定性。为液压支架立柱的液压系统设计提供了重要参考。     

矿用迈步自移机尾双压力节能先导油源的设计与应用

设计了煤矿用迈步自移机尾双压力节能先导油源。该油源可以实现双路双压力供油功能,同时解决了先导油源系统持续高压供油导致的发热问题。采用油源原理设计、元件设计和选型、试验测试相结合的方式进行了研究。结果显示,该油源可以实现迈步自移机尾先导系统的2种压力的先导供油,同时系统长期零压力泄油,高效节能。     

智能网联车路协同系统在煤矿井下的应用研究

介绍了一种智能网联车路协同系统基本架构，该系统架构主要包括以MEC为核心的计算单元、开放式MEC软件系统、高可靠V2X通信系统、低耦合的车载边缘系统以及可扩展的设备接入功能。同时，研究中还会指出以MEC为核心的控制单元基本目标，结合智能网联车路协同场景，分析智能网联车路协同系统在煤矿井下的应用，为后续智能网联车路协同系统构建以及在煤矿井中的影响提供理论参考。     

高水基液压系统元件性能的分析与应用

高水基液压系统用元件需要解决水基液易泄漏、易气蚀等问题,元件自身需要有较高的防锈抗腐蚀能力。水基专用柱塞泵是高水基液压系统的首选液压泵,中低压系统也可以适当选用高压齿轮泵;液压阀应尽量选用插装阀和电磁先导换向阀。选用时还应从实用性和经济性出发,选择适合于相应高水基液压系统的液压元件。     

液压元件综合试验台又有新成员

兖州矿业 (集团 )公司职工大学根据煤矿液压元件的种类及统计的元件损坏情况 ,研制出了一套液压元件综合试验台 ,并根据相应的液压元件试验方法的相关标准 ,配套研制了计算机辅助测试和控制系统。该液压元件综合试验台能够对溢流阀、减压阀、调速阀、顺序阀、节流阀、分流阀、换向阀、单向阀、液控单向阀等液压阀和齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等液压泵和液压马达、液压附件进行试验。其技术指标如下 :额定压力为 31 5ＭＰａ ,额定流量为 2 0 0Ｌ/ｍｉｎ ,测量精度为Ｃ级 ,油液温度为 50 ± 4℃。测试系统的准确度主要是由其硬件设备来保证的 ,并…     

液压单向阀在液压回路中的合理应用

带卸荷阀的液控单向阀常应用在液压系统的保压、释压、锁紧回路中，但在使用中，该阀存在着液压冲击和噪声问题。例如在保压回路中，由于系统在保压过程中，因压力大，油液压缩、管道膨胀和元件发生弹性变形等原因都能储存能量。在泄压时，因能量突然释放，且换向阀在中位移到左位时，因油缸上腔压力较大，而下腔压力已升高，高压油将同时进入液控单向阀，致使卸荷阀与主阀几乎同时打开，上腔的压力油突然通过单向阀回到油腔，使保压后泄压太快，滑阀受到很大的液动力，从而会影响液控单向阀的性能，并产生冲击振动和噪声。为此，我们对用液…     

瓦斯抽采泵站无人值守监控系统设计

针对目前煤矿瓦斯抽采泵站无人值守监控系统应用需求,围绕监测全面、控制有效、响应及时、风险可控的技术要点,提出融合综合监测单元、集控单元、电力监控单元、视频与安防单元、故障诊断单元、巡检管理单元的系统设计思路,阐述了各单元在设计过程的注意事项以及管理平台的技术实现,为无人值守监控系统建设提供参考。     

基于AMESim的凿岩钻车防卡阀的建模与仿真分析

防卡阀是凿岩钻车防卡钎系统的核心部件。对某防卡阀进行了剖析,使用AMESim的液压元件设计库搭建模型,对其动态特性进行仿真分析,通过调整阀座孔径、弹簧刚度和液动力来研究对其性能的影响,为防卡阀的设计提供依据。     

跟机液压系统压力动态特性试验研究

基于工作面液压支架液压缸回路系统的相似性,以阀控缸液压系统为分析单元,对其液压缸伸、收瞬间有流量无行程的体积压缩过程进行推导分析,验证了该瞬态过程中不同因素对系统压力变化影响。最终通过设计本安型测试系统在巴彦高勒大采高工作面进行试验,采集并分析了不同供液条件、不同支架动作时液压缸的压力动态曲线,验证了理论分析模型的科学性和有效性。     

跳汰机新一代控制装置诞生

中煤国际工程集团选煤设计研究院为配套选煤厂新型Ｘ系列筛下空气室跳汰机设计的ＴＩ—ＤＫ10系列跳汰机控制系统 ,可以通过预先编好的控制程序对跳汰机的风阀、排料和稳风等系统进行自动控制。这种新一代的控制装置是以可编程序控制器为核心、以触摸屏为操作和显示单元的高档控制系统 ,其硬件包括控制单元、操作显示单元、输入及输出单元、电源单元、其他电气元件及柜体等。软件包括可编程序控制器中的跳汰机控制程序和触摸屏中的跳汰机监控程序。在兖州矿业 (集团 )公司南屯煤矿和淮南矿业 (集团 )公司谢桥煤矿的应用表明 ,该装置可方便直…     

采煤机变频牵引单元计算机监控系统设计

对采煤机变频牵引单元进行了多方面分析,论证了对该单元的监控系统进行设计的必要性,对采煤机变频牵引单元计算机监控系统进行了总体架构的搭建和具体功能模块的设计,整体上实现了通过计算机对变频器进行高效准确的检测、控制和故障分析,提高了采煤机运行的安全性和效率,为采煤作业自动化程度的进一步加深提供借鉴。     

JOY连采机和梭车电气元件测试台的研制

为解决进口JOY连采机和梭车的电气元件在组装前不能进行测试,进而影响整机电控系统组装后的系统运行稳定性和可靠性,导致设备及电控系统维修返工率高的问题。神东煤炭集团设备维修中心重新设计、制造电气元件测试台(包含电气系统设计、显示模式、负载及信号反馈模式、测试台搭建)搭建连采机和梭车的电气通讯及控制回路以用于元件的单一或联合测试。经实测数据验证,当使用该测试台对维修元器件进行单一或联合测试后,元器件故障检出率可达100%,设备返工率降低至2.4%,预计每年可节约77万元维修、配件及人工费用。整体而言,测试台安全可靠,经济效益良好。