锚杆钻车三角钻臂的运动学研究

针对锚杆钻车三角钻臂运动控制问题,首先根据锚杆钻车三角钻臂的实际结构建立其简化模型,运用两步法和代数法对其进行正逆运动学求解;然后利用在两支臂缸处建立坐标系的方法求出所需点的空间坐标,以此计算出两支臂油缸伸缩量的精确算式,并提出了验证方法。最后通过SolidWorks和MATLAB软件对三角钻臂正逆运动学及支臂缸伸缩量公式进行了验证,确保了计算过程的准确性。     

非对称结构的锚杆钻臂给进杆有限元分析及优化设计

针对一种非对称锚杆钻臂给进杆在工作过程中受主给进油缸的偏载推力与拉力而影响锚杆钻臂工作可靠性的问题,应用有限元分析软件ABAQUS对给进杆进行有限元分析。结合理论分析及有限元分析结果,对其进行了优化设计,提高了给进杆的结构强度,为该结构的优化设计提供了理论依据,对其他钻机类似结构的给进杆优化设计也具有参考价值。     

机载单臂式锚杆钻机钻臂升降装置优化设计

通过机载单臂式锚杆钻机钻臂的受力分析,当钻臂升降油缸上铰接点位于伸缩梁内梁与外梁的重叠位置时,钻臂在工作过程中所受到的正应力最小。同时,通过钻臂升降油缸工作尺寸和受力分析,给出了升降油缸工作行程及缸径的确定方法,为钻臂升降油缸的选型计算提供了理论依据。     

采煤工作面送料机械臂的有限元分析

为解决综采工作面过断层或异常区需要人员进入煤壁侧架设工字钢或木料维护金属网顶帮整体性时,存在严重的安全隐患和劳动强度大的问题,开发了采煤工作面机械臂辅助送料系统,实现对工字钢或木料的自动抓取、递送和挂网功能,通过对其工况、所受载荷进行分析,得出工作面近水平和倾斜情况下5种基本工况及2种危险工况,采用SolidWorks和ANSYS软件对机械臂在2种危险工况下进行了有限元强度分析,结果表明：该机械臂强度满足设计要求,最大应力发生在近水平递送物料和配合挂网工况,位于固定臂、摆动臂与其间的摆动油缸的连接处,为进一步改进提供了方向。     

钻锚机钻臂动力学仿真分析

基于多体系统动力学理论,建立某型号钻锚机钻臂的动力学模型,应用LMS Virtual.Lab Motion多体动力学仿真模块对钻臂进行了钻进工况下的动力学仿真分析。将钻臂中的拖板作为钻臂多体系统中的柔性体进行了刚柔耦合仿真分析,得出拖板的应力变化规律,实现拖板结构的优化;应用LMS Virtual.Lab AMEsim液压仿真模块联合Motion中的多体动力学模型对钻臂进行机液耦合仿真分析,结果表明,在钻进工况下钻臂主、副给进油缸进出口压力与速度波动在合理范围之内;仿真环境中,钻锚机钻臂举升平稳,钻进正常。仿真分析有效评价了钻锚机钻臂系统动力学特性,为钻臂结构的优化设计提供了参考。     

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。     

液压锚杆钻车关键机构设计与分析校核

介绍了某矿用液压锚杆钻车机械臂的运动过程,根据操作钻车的施工工艺要求设计出相应的工作平台。针对锚杆钻车工作臂的某些关键零部件进行受力分析,在具体工况下对关键部件进行强度校核。对通用油缸进行合理地选型,有效解决了锚杆钻车在作业过程中机械臂的运动问题。结果表明：锚杆钻车钻臂的刚度和结构强度能够达到机械臂正常运动的基本要求,分析结果为液压锚杆钻车后续结构设计提供了可靠性保障。     

锚杆机钻臂的刚柔耦合动力学特性分析

锚杆机属连采后配套设备,其钻臂在锚杆锚钻过程中受力易引起结构疲劳。针对该状况,根据多柔体分析理论,建立刚柔耦合模型,分别对多刚体系统和多柔体模型进行动力学分析,对比分析结构得出刚柔耦合方法的精确性,然后将动力学分析得到的柔性部件各节点载荷信息输入到有限元分析软件中,对钻臂关键受力部件进行应力、应变分布情况进行分析,得出连杆与托架铰接孔处存在应力集中,提出解决方案,并证明钻臂Ⅰ和钻臂Ⅱ在锚钻过程中受应力小于材料许用屈服强度。     

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。     

钻臂补偿油缸及其油路作用分析

钻车和钻装机的关键部件──钻臂的结构如图1所示，其中补偿油缸的作用是在整机不动的状态下补偿推进器与岩面之间的距离以及将推进器顶紧岩面。通常认为推进器应该顶紧岩面以提高钻臂的刚度，缺少定量的分析所需顶紧力的大小。本文从振动理论出发分析顶紧力对钻臂的影响，以便设计合理的补偿油缸控制回路。囹1钻臂结构！一推进思；2一补偿油缸；3一托架；4一臂扦1受力分析以推进器为受力体，在工作过程中，其受J如图2所示。图2推进器受力分析1一以头；2一托针8；3一针杆；4一补偿油缸座；5一推进翼；6一公岩机图中：Ft一推进力的反作用力…     

双三角式液压钻臂平动机构分析

对双三角式液压钻臂平动机构的特征进行了分析,认国平动油缸的选取取决于支臂油缸,并在已知支臂油缸参数的基础上,依据它们之间的连接关系和几何位置关系提出了确定平动油缸参数的方法。     

煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化

结合煤矿井下特定的工况条件及对锚杆支护的不同要求,探索在多型国产煤巷掘进机上实现掘进及锚杆支护一体化.在煤巷掘进机上加装液压锚杆钻臂系统,通过机载液压锚杆钻机对掘进工作面进行安全、及时、快速支护.经实际应用表明:加装液压钻臂系统的方案灵活多样;巷道整体的掘进速度和安全性得到有效提高,掘进工效由0.4m/工提高到1.2 m/工;对大断面煤巷围岩的支护效果改善显著,比传统支护方式减少空顶时间30 min以上.煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化技术是提高煤巷快速掘进的一条新的有效途径.     

钻装机多自由度机载液压钻臂设计

通过对原钻装机机载钻臂的结构缺陷进行分析,设计一种多自由度机载液压钻臂,能保证在较大的范围内钻孔始终垂直于巷道截面,并用Solid Works对钻臂结构进行三维建模,简化后导入有限元分析软件ANSYS Workbench进行静力学和模态分析,验证了整个多自由度机载液压钻臂结构的合理性。     

凿岩机器人钻臂油缸行程计算方法的误差分析

笔者分别以几何法和坐标变换法计算了凿岩机器人钻臂的油缸长度,并与实际测得油缸伸缩长度进行比较,得出了坐标变化法计算值和实际值的吻合度高,满足了凿岩机器人钻臂末端定位精度的要求。     

基于WOA-FOPID算法的钻锚机器人机械臂运动控制研究

钻锚机器人是实现煤矿综掘智能化的重要装备,其机械臂的控制效果直接影响钻锚机器人支护作业的安全性和高效性。钻锚机械臂的控制通常采用PID控制器,但在环境恶劣、煤层复杂的工况下,PID控制器的参数选择对控制效果影响较大,且由于受整数阶PID控制算法和传统经验调参的限制,难以在短时间内找到控制效果最好的一组参数,导致机械臂末端不能及时准确定位。基于机器人技术、分数阶控制技术和智能优化算法,采用数值建模与仿真分析相结合的方法,利用鲸鱼算法(WOA)对分数阶FOPID控制器进行参数整定并应用于机械臂的运动控制。基于旋量理论利用D-H法建立机械臂关节坐标系及坐标变换矩阵表达式,采用蒙特卡洛算法求解机械臂工作空间点云图;基于独立关节控制理论利用Matlab-Simulink软件,并结合分数阶FOPID控制技术,搭建机械臂关节处液压马达/油缸单输入-单输出系统模型。基于遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、鲸鱼算法(WOA),搜索算法(GPS)4种智能优化算法,从标准方差、超调量、稳定时间3个动态指标进行对比,分析液压马达/油缸的不同控制组合策略下阶跃影响的效果。通过仿真分析验证了鲸鱼算法(WOA)...     

单轨吊钻锚一体机双三角伸缩钻臂的设计

针对中大型巷道钻爆法岩巷掘进,创新性地在巷道第二水平设计了一种单轨吊钻锚一体机凿岩锚护设备,在此单轨吊钻锚一体机上设计了一种双三角伸缩钻臂,比常用台车钻臂多1个自由度,能够使该钻臂在工作面和巷道全断面360°凿岩打孔锚固支护作业,采用双三角钻臂结构,增加了钻臂的稳定性与定位准确性,并对该钻臂的8种共计11个液压执行元件进行了设计计算与选型。     

基于Workbench的全液压凿岩钻机钻臂有限元分析

采用三维造型软件Pro/ENGINEER建立全液压凿岩钻机钻臂实体模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench进行有限元分析。通过对ANSYS Workbench后处理数据进行分析,得出4种典型工况下全液压凿岩钻机钻臂应力分布情况,为全液压凿岩钻机钻臂的进一步优化提供了依据。     

国产EBJ-120型掘进机实施掘锚一体化技术

介绍了在国产EBJ-120掘进机上加装锚杆钻臂系统,并通过加装过程中对锚杆钻臂系统的结构改进、工艺改进等手段,实现掘、支、锚一体化技术的合理应用,为寻求适合潞安煤层条件的掘锚一体化煤巷掘进机组提供了一条途径。     

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。     

移动喷涂机械臂基座有限元分析及结构优化

煤矿巷道施工支护喷涂机械臂采用极坐标形式,其基座固定于履带式底盘上,可实现摆动、伸缩、行走运动,满足煤矿巷道不同截面的喷涂作业.由于喷涂作业机械臂不停伸缩摆动,受周期性运动载荷的影响,基座在使用中存在安全隐患.利用Inventor运动仿真模块和应力分析模块对机械臂基座进行了有限元分析,得到机械臂在极端工况下的应力、位移和安全系数,并根据结果对比分析进行了基座的结构优化.优化后的基座结构相对之前结构质量减轻,装配和拆装方便,在试验中运行稳定可靠,完全满足工况要求.