薄煤层综采工作面采煤机组合定位方法研究

为解决采煤机实时定位与自动导航问题,针对单独使用某一种定位技术难以满足采煤机快速、实时、精准定位要求,提出了一种薄煤层综采工作面采煤机组合定位方法。以加速度计和陀螺仪组成惯性导航参数解算系统,用于测量采煤机的三轴线加速度和三轴角速度数据,这些数据经传感器采集后,通过串口线路传输到设置在进风巷内的防爆计算机,经过数学求解运算解出姿态矩阵,通过姿态矩阵将采集的信息转换为坐标系中的角速度值和加速度值,由积分计算获得采煤机的位置、速度及姿态等导航信息;为了降低惯性导航产生的累积误差,建立了综采工作面精准地理模型,形成采煤机运行轨迹的参考数字地图,利用地图匹配技术进一步提高采煤机自主定位精度。仿真分析结果证明了该方法的可靠性。     

基于UWB的采煤机定位精度提升算法研究

针对在矿井中采用UWB定位系统获取采煤机位置坐标时精度较低等问题,提出了一种基于UWB的采煤机定位精度提升算法,该算法利用信息过滤算法处理多种信号值的能力对UWB定位结果进行过滤,利用神经网络算法评估优化的能力对采煤机位于刮板输送机机头位置某个时间段内的数据信息进行评估,实现对采煤机的精确定位。实验结果表明,对定位结果进行过滤处理后,三维精度可达7cm左右,经神经网络算法处理后,定位精度可提升至2~3cm。     

基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整

针对现有采煤机定位与姿态调整方法准确性较差的问题,在地面有缓慢坡度变化的情况下,对基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整方法进行了研究。首先介绍了采煤机定位技术,即由捷联惯导系统获取采煤机运动参数信息,采用欧拉角法对数据进行处理,进而完成采煤机位姿解算及实时定位;然后以采煤机截割高度调整为例,介绍了基于捷联惯导系统的采煤机姿态调整方法,重点推导了采煤机在不同截割工况下,采煤机截割高度与机身倾角之间的关系式;最后采用采煤机模型进行采煤机定位与截割高度调整实验,结果表明基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整方法可有效提高采煤机的定位与姿态调整精度。     

采煤机关键零件参数化建模与分析系统

为提高采煤机关键零件建模与有限元分析效率,降低对用户软件操作水平的要求,在Visual Studio 2012集成编译环境下,利用NX二次开发工具开发了采煤机关键零件参数化建模与分析系统。该系统将用户输入参数和应用程序中接口函数相关联,以尺寸驱动的方法,通过修改参数表达式,实现采煤机关键零件参数化建模;借助Journal日志工具,通过获取NX NASTRAN接口函数实现参数化有限元分析。实例验证了该系统的有效性。     

采煤机视频压缩感知跟踪方法

针对工作面光照强度低且不均匀、煤尘浓度大等问题,提出了一种采煤机视频压缩感知跟踪方法。该方法首先采用矩形滤波器对图像进行归一化处理,获取特征向量;然后依据压缩感知理论对目标样本和背景样本的Haar-like特征向量进行压缩处理,并基于压缩后的Haar-like特征向量建立目标模型并训练朴素贝叶斯分类器;最后采用朴素贝叶斯分类器识别目标图像和背景图像,实现采煤机动态跟踪。试验结果表明,该方法在采煤机移动、遮挡及环境照度不均匀、快速变化等情况下都能实现有效跟踪,平均跟踪帧速率达22帧/s。     

滚筒式采煤机电控技术现状与发展

概述了我国自行研制的滚筒式采煤机电控系统的发展过程，着重介绍了ＭＧ系列滚筒式采煤机目前广泛采用的３种电控系统及其装置的结构、原理。分析了ＭＧ系列滚筒式采煤机电控系统及其装置的使用情况及研究现状，以及滚筒式采煤机电气控制技术的发展方向。     

采煤机噪声与振动特性研究

为研究复杂煤层赋存条件下采煤机噪声与振动特性,对采煤机振动与噪声源进行了分析,发现采煤机工作时的噪声是由不同性质的噪声形式相互耦合形成的,截齿在截割过程中受到的非线性瞬时冲击载荷造成的振动是采煤机产生噪声的主要根源,改善采煤机工作过程中的设备振动可有效降低工作面的噪声级。利用协同仿真技术建立了采煤机截割部的虚拟样机并对其进行了动力学仿真分析,得到了关键零部件的振动及其变形状况:壳体伸出端与调高耳部振动较为剧烈,严重影响了传动系统和调高系统的稳定性;行星架存在着严重的扭曲变形及剧烈的振动,降低了支撑轴承的寿命。为降低采煤机工作过程中的振动,根据仿真结果对壳体结构进行了局部优化设计,优化后的壳体振动明显减弱,力学性能得到了显著提高,可有效改善采煤机的振动特性,降低工作面的噪声级,使采煤机有效平稳运行。     

边缘计算在采煤机控制系统中的应用

基于远端云计算的采煤机控制系统中大多数采煤机原始数据计算都是放在远端云平台中执行,存在数据传输可靠性低及延时长等问题,无法满足采煤机无人化控制中对实时计算的要求。针对上述问题,提出了一种基于KubeEdge边缘计算的采煤机控制系统。以采煤机高精度定位和机器视觉检测应用为例,介绍了基于KubeEdge的边缘计算架构在采煤机控制系统中的实现方法并进行了测试。测试结果表明,边缘计算在采煤机控制系统中的应用实现了采煤机相关数据在边缘侧的计算及计算结果在远端云平台的同步,实现了采煤机远端云平台的数据通信和同步,即边缘节点负责计算数据,远端云平台负责显示结果,解决了基于远端云计算的采煤机控制系统存在数据传输可靠性低、延时长的问题。边缘计算和远端云计算共同构建了新型采煤机控制系统网络应用平台,是采煤机控制系统无人化应用的研究方向。     

综采工作面采煤机定位技术研究现状及展望

通过介绍国内外综采工作面采煤机定位技术发展现状,分析了采煤机常规定位技术、采煤机捷联惯导定位技术、采煤机捷联惯导定位误差补偿技术、基于捷联惯导和其他方法的采煤机组合定位技术的特点,指出研究捷联惯导的定位解算策略、探寻无线传感器网络与捷联惯导的紧耦合融合策略、研究复杂振动及多径效应下采煤机空间定位技术是采煤机定位技术的发展趋势。     

斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩仿真分析

为研究斜切工况下采煤机滚筒的运动规律及受力特性,利用ADAMS建立了斜切工况下采煤机虚拟样机模型,通过运动仿真得到了斜切工况下采煤机滚筒运动曲线,并以该曲线作为滚筒运动边界条件;采用LS-DYNA对斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩进行了模拟仿真,得到了斜切工况下滚筒受力特性。仿真结果表明:斜切工况下滚筒的截割阻力和牵引阻力逐步增大并最终趋于稳定,且截割阻力约为牵引阻力的2倍;滚筒轴向力呈先增大后减小趋势,最大轴向力出现在滚筒轴向位移达到最大时,且滚筒轴向力与轴向位移密切相关;滚筒力矩主要由截割阻力和轴向力产生,且力矩大小变化趋势与产生力矩的作用力的变化趋势一致。     

采煤机创新设计服务平台

针对目前采煤机设计存在设计资料分散、知识共享困难等问题,开发了采煤机创新设计服务平台。该平台利用基于Python的专用型网络爬虫、基于WebGL的三维模型网页显示、基于组件技术的参数化CAD/CAE集成设计等关键技术,为设计人员提供特定的创新设计信息抓取、采煤机零部件三维模型网页显示、远程参数化CAD建模与远程参数化CAE分析等功能。该平台提供了大量创新知识与创新资源服务,有助于打破采煤机设计人员的思维定式,有效提高采煤机设计人员的创新设计能力,缩短采煤机设计周期。     

光纤纳米生物传感器的现状及发展

介绍了当前用于单细胞研究的光纤纳米生物传感器的现状及发展,包括光纤纳米生物传感器的制作、构造和在生物研究领域中的应用。     

MEMS发展应用现状

微机电系统(MEMS)技术有小尺寸、多样化、微电子等特点,它将信息系统的微型化、多功能化、智能化和可靠性水平提高到了新的高度。MEMS做成的惯性器件(微加速度计和微型陀螺)以及MEMS在小型卫星、海陆空作战平台及信息传递、航空航天、生物医疗和医学等方面有广泛应用。     

采煤机无线监测系统设计

针对煤矿井下采煤机有线监测方式存在的布线冗繁、线路老化及无法扩展等问题,采用ZigBee技术设计了一种采煤机无线监测系统,重点介绍了该系统无线传感器节点、路由器节点及协调器节点的软、硬件设计方案。该系统采用无线传感器节点采集采煤机运行状态参数,由路由器节点通过ZigBee网络接收采集数据并将其发送至协调器节点进行分析、处理,由协调器节点经RS485总线将处理数据发送至上位机,实现采煤机运行状态的远程监测。     

磁流体传感器研究现状与发展趋势

磁流体是具有磁性和流动性的一种新型功能材料,以其独特的性能在传感器领域具有巨大的应用潜力。按照检测量的不同,全面介绍角度、体积、流量、磁场、加速度及其他磁流体传感器的成果及最新进展,分析各类磁流体传感器的工作原理。最后,分析目前研究中存在的一些问题,指出未来磁流体传感器研究的潜在发展趋势。     

电动车辆路径优化研究与进展

随着绿色物流的兴起,电动车辆应用研究引起人们的极大关注.电动车辆路径优化问题(Electric vehicle routing problem,EVRP)是电动车运行管理和物流优化中的核心问题之一.对此,首先介绍电动车辆路径问题的研究现状;然后,从充电优化、路径优化和车队配置优化的不同侧重角度,着重介绍3种路径优化分支,并对各种求解方法进行分类对比讨论;最后,对电动车辆路径优化的未来发展趋势进行展望.     

矿井定位技术现状和发展趋势

从定位方法、无线通信技术等方面分析了常用的矿井定位技术,阐述了矿井定位技术在人员定位系统和设备近感检测中的应用情况,指出未来矿井定位系统或装备将会综合利用无线超高频测距、惯性导航、多源混合定位与多源信息融合等技术,组成一个面向服务的定位服务系统,实现井下人员和设备的精确定位、大型移动设备人员接近检测、采掘装备与井下搜救人员(机器人)自主导航与定位等服务。     

矿井主传输的现状及发展趋势

分析了目前矿井主传输主流技术的应用需求及特点;指出了矿井主传输技术的多元化发展方向,并列举了当前矿井主传输的主流技术和发展趋势;对比分析了矿井主传输领域中综合传输与专网专用传输在煤矿应用中各自的优劣势,指出了今后的煤矿传输领域宜采用综合传输与专网传输相结合的方式。