单轨吊钻锚一体机钻臂设计

钻臂是单轨吊钻锚一体机的重要工作部件。针对目前单轨吊钻臂仅安装1台凿岩机，钻孔使用工况单一的情况，设计了一种可同时安装1台凿岩机、1台锚杆机的钻臂；该钻臂上凿岩机与锚杆机在圆周方向呈90°布置，可同步进行巷道断面爆破孔及巷道顶板及侧帮锚杆孔的施工作业。同时在钻臂上安装有卷管器、扶钎器、顶紧装置等各种辅助钻进装置，这些辅助装置可使凿岩机在钻孔工作时快速钻进，提高凿岩效率并降低卡钻故障。     

单轨吊钻锚一体机顶紧装置的设计

在单轨吊钻锚一体机上设计了4个左右对称的顶紧装置,该顶紧装置能够实现凿岩作业时稳定机身的作用,从而提高单轨吊钻锚一体机凿岩时的稳定性与打孔准确性,该装置通过中间的伸缩顶紧油缸推动顶紧梁来顶紧岩壁实现稳定机身的目的,通过计算选择了顶紧伸缩油缸的型号,并介绍了该顶紧装置的结构设计方案与工作原理,样机的实际应用效果,满足设计要求。     

单轨吊钻锚一体机悬挂总成设计

单轨吊钻锚一体机悬挂总成是集行走装置、驱动-制动装置、电控悬挂装置及吊运装置于一体的综合悬挂机构。根据单轨吊钻锚一体机对悬挂装置的承重、爬坡角度、转弯半径、制动距离、牵引力及吊装能力等要求,设计出了符合使用要求的各模块化机构。通过对各个功能模块接口的合理设置,使悬挂总成可满足整机行走及吊装功能,且巷道适应性强。通过对该机构多个不同功能部件的研究,为煤矿巷道单轨运输系统提供了相关设计经验。     

单轨吊钻锚一体机的设计应用

针对中小岩巷掘进中不能错车的作业情况,设计研究了单轨吊钻锚一体机,可以在巷道第二水平进行凿岩作业,能够与巷道第一水平的装载机进行平行作业;该机集成凿炮孔与凿锚杆孔的双推进机构,能够进行无线遥控作业;该机包含钻机部、悬挂驱动部、机架部、顶紧装置、泵站、电控系统6个部分;为岩巷掘进引入全新的并行掘进作业方式,将产生巨大的经济效益与社会效益。     

单轨吊钻锚一体机悬挂行走装置结构设计

单轨吊钻锚一体机悬挂行走装置是整机的承重及行走机构,根据单轨吊钻锚一体机对行走装置的尺寸及强度要求,设计出了符合要求的悬挂行走装置,该悬挂行走装置能保证单轨吊在工字单轨上水平行走,通过一定转弯半径的弯道以及通过一定坡度的坡道;通过对行走装置轴承寿命计算及承重机构强度分析,分析结果表明:行走小车轴承及悬挂机构强度均满足使用要求。     

单轨吊钻锚一体机驱动装置设计及仿真分析

对单轨吊钻锚一体机驱动装置进行了设计,主要涉及驱动系统和制动弹簧设计研究,并对主要构件进行了ANSYS仿真分析及改进,设计结果可为驱动装置的设计和运用提供数据支持,为其他单轨吊设备研究提供参考。     

单轨吊钻锚一体机制动装置弹簧设计

单轨吊钻锚一体机在制动时采用弹簧夹紧制动块的方式实现制动,弹簧参数设计是否合理将直接影响单轨吊能否安全运行,以单轨吊制动弹簧为对象,根据其不同工况下的制动力要求及初始安装距离对其进行了参数计算,并对计算结果进行了验证,结果表明弹簧参数设计合理,能满足使用要求。     

单轨吊钻锚一体机驱动装置设计研究

以单轨吊钻锚一体机驱动装置为研究对象,对设计方案进行分析,阐述了工作过程,并对其主要参数进行了计算,介绍了其结构组成,并对几个设计问题进行了探讨,对类似设计和研究具有一定参考和借鉴作用。     

履带式单臂凿岩台车的设计研究

简要介绍了凿岩台车的用途、分类及国内外研究现状,重点介绍了CMJ1-16履带式单臂凿岩台车的结构、功能,以及设计过程中的重点和难点。该凿岩台车采用双三角钻臂结构,具有三级防卡钎功能,可实现钻臂的快速定位、快速钻孔,提高凿岩效率和巷道成形质量。     

隧道凿岩机器人双三角钻臂运动分析与控制策略

通过对隧道凿岩机器人双三角钻臂运动规律的研究,引入平行坐标系将两后变幅缸对钻臂摆角与俯仰角的两输入两输出耦合系统转化为两个单输入单输出系统,得到了钻臂直线轨迹运动时,两后变幅缸的控制规律。从算法上解决了双三角钻臂轨迹控制的难点,为隧道凿岩机器人的高精度轨迹控制打下良好的理论基础。     

煤矿硬岩巷道钻装锚一体机研究与应用

煤矿用岩巷钻装锚一体机是一种集钻孔、出渣、锚护等功能于一体的综合掘进装备,为解决硬岩巷道机械化施工作业难题进行了探索。钻装锚一体机在五阳煤矿82采区2~#回风大巷进行应用,月进尺达到103 m。经过实践应用,钻装锚一体机较现有作业线在硬岩巷道快速掘进、减员提效、降低生产成本、安全生产方面具有明显的优势,具有推广应用价值。     

掘锚支机器人的钻锚机械臂工作空间分析

为了解决掘进巷道效率低、安全性差等问题,提出了一种可独立跨骑在掘进机上的新型掘锚支机器人,可降低对综掘机改造的成本,同时可实现掘、支、锚平行作业,并对其前端钻锚机械臂的工作空间进行分析。基于D-H法建立前端钻锚机械臂的运动学模型,再利用蒙特卡洛算法求解出钻臂末端执行器所能触及到的空间范围。研究结果表明,该前端钻锚机械臂可满足3 400 mm×3 600 mm(宽×高)的断面巷道钻锚任务,为无人化钻锚作业奠定基础。     

直接定位双三角支承钻臂运动轨迹的计算机仿真

本文分析了直接定位双三角支承钻臂运动轨迹的特点，分别以摆角和钻臂变幅油缸行程作为自变量建立了钻臂运动轨迹的数学模型，建立了钻臂与推进器干涉条件方程，介绍了运动轨迹计算机仿真程序及由此程序生成的凿岩范围图形实例。     

隧道凿岩机器人钻臂动力学研究

本文运用机器人学动力学理论对凿岩机器人钻臂进行动力学分析。建立了钻臂的动力学模型，该研究对于钻臂零部件、驱动油缸的设计及凿岩机器人的控制系统设计具有重要的参考价值。     

隧道凿岩机器人双三角十字铰钻臂的运动控制

通过研究凿岩机器人双三角十字铰钻臂运动规律，在分析两变幅缸伸缩经与钻臂摆角与俯仰角的变化之间关系的基础上，得到了钻臂摆角与俯爷角按特定规律运动时钻臂在空间的运动轨迹，同时也得到了两变幅缸的伸长变化轨迹，据此，通过控制两变幅缸按一定规律变化可使钻臂在空间的移动平缓并且使得钻臂的运动控制方便、简单，且易于碹以较高的控制精度。     

双三角钻臂支臂缺运动速度的策划

双三角钻臂尾于直接定位机构。为了防止干涉并达到直接定位的目的。要求钻臂严格按规划轨迹移位，这就需要对钻臂各液压缸的运行速度进行策划，使其同步、协调、平稳地运行。在分析了双三角钻臂的运动特性的基础上，提出了一种支臂缸运动速度全程策划方法，给出了一个具体的速度策划实例，并按该速度策划方法进行了插补计算，其走步轨迹说明了该速度策划方法的可行性。     

多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人关键技术

针对煤矿巷道掘进智能化进程中存在的“掘快支慢”难题,总结分析了国内外快速掘进钻锚技术和装备以及类似多任务多机械臂控制技术的研究现状,指出研发具有多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人是破解永久支护难题的重要发展方向。提出了多机械臂多钻机协作的钻锚机器人基本方案,凝练了影响钻锚机器人性能的“有限时空多机械臂与多钻机布局优化、面向装卸任务的机械臂姿态控制、复杂受限空间机械臂最优轨迹规划和多机械臂多钻机智能协同控制”四大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在有限时空约束下钻锚机器人结构布局优化问题,构建了钻锚机器人配置优化模型,提出了时空最优的钻锚机器人多机械臂与多钻机结构布局方案,旨在提高钻锚效率的同时获得最优空间布局;针对机械臂与钻机协同位姿控制问题,提出了基于机器视觉和强化学习的机械臂抓取与布放控制方法,旨在提高机械臂末端位姿控制精度,实现精准装卸物料作业;针对复杂受限空间机械臂最优轨迹规划问题,建立了机械臂多目标轨迹优化模型,提出了基于随机采样与包围盒相结合的机械臂防碰撞轨迹优化方法,旨在保证机械臂在搬运过程中安全、可靠、高效运行;针对钻锚机器人多机械臂与多钻机并行协同控制问题,构...     

计算机控制凿岩钻车钻臂定位控制方案研究

与普通凿岩设备相比，计算机控制凿岩钻车可获得精确的断面轮廓，减少超挖，其关键在于计算机控制凿岩钻车钻臂可实现精确定位。本文提出了计算机控制凿岩钻车钻臂定位的一种具体控制方案。     

凿岩机器人钻臂定位系统PCM液压伺服控制研究

介绍了在凿岩机器人钻臂定位液压控制系统中采用PCM伺服控制而进行的可行性研究、相应的控制系统的设计以及计算机仿真和实验。实验结果显示,该系统重复精度<0.1mm,能满足凿岩机器人的钻臂定位精度和深孔凿岩工艺要求。     

CMZY2-400/35型钻装锚一体机万向臂强度分析

CMZY2-400/35型钻装锚一体机钻臂采用万向臂结构可快速灵活地实现在打炮眼、侧锚杆眼、顶锚杆眼之间切换,由于空间限制,万向臂两个摆动油缸连接处和摆动油缸与推进器架连接处结构相对单薄,为校核其强度,通过对其工况、所受载荷进行分析,得出十种基本工况,采用SolidWorks和ANSYS软件对万向臂在此十种工况下进行了有限元强度分析,结果表明,该万向臂强度满足设计要求,最大应力发生在向上打顶部锚杆眼工况,位于两摆动油缸之间的连接板筋板底处,为进一步改进连接板结构提供了方向。