基于多传感器信息融合的地下自主铲运机的定位技术

分析自主车辆的定位技术及多传感器信息融合的模型.通过对地下自主铲运机后车体和传感器(航向陀螺仪、激光测距仪)的建模,采用多传感器信息融合的卡尔曼滤波算法,将航向陀螺仪和激光测距仪采集的信息融合后,对铲运机的航向角进行确定.综合应用多传感器信息融合技术可以有效提高铲运机的定位精度.     

基于CAN和REST物联网技术的智能矿山安全检测系统研发

针对矿井安全生产检测数据传输效率低下和共享性差的特点,综合考虑开发成本与工作环境要求,基于CAN(Controller Area Network)和REST(Representational State Transfer)物联网技术提出了智能矿山安全检测方法,设计了矿山安全检测判别程序,采用最大熵模型算法开发了数据信息预警程序。结合CAN总线技术,将多传感器信息进行有机融合并进行安全数据检测,将井下传感器设备相关信息经过判断分析后传输至总机。将所提安全检测方法进行了系统开发,并在淮北某矿进行了应用。结果表明:基于CAN和REST物联网技术的安全检测方法能够实现多点测量,并可随机增减检测设备,可实现数据实时传输和共享,有助于实现矿山安全实时检测。     

矿用低功耗随钻轨迹测量仪

设计了一种基于磁感传感器和MEMS加速度传感器的矿用随钻轨迹测量仪,重点论述了轨迹仪测量单元的设计,给出了利用磁传感器和加速度传感器测量地球磁场和重力场的测量方案。对仪器低功耗模式进行了研究,论述了采用实时时钟芯片对单片机校时的设计方案。通过精度检测试验和应用实例,证明了随钻轨迹测量仪具有精度高、功耗低、体积小的特点,完全满足实际钻探工艺中对钻孔轨迹测量的要求。     

矿用特殊水质水位传感器研究与设计

针对煤矿井下常用的水位传感器不能满足测量要求的问题,设计了一种矿用特殊水质水位传感器,介绍了该水位传感器的测量原理,详细阐述了该水位传感器的系统硬件设计和系统软件设计。通过实验测试与分析表明,该水位传感器能在煤泥水等复杂的水质条件下正常工作,具有测量精确、适应性强、可靠性高、成本低等特点。     

地下铲运机信标识别辅助定位算法

针对地下铲运机无人驾驶,提出一种利用激光扫描器识别信标的辅助定位算法,在模拟巷道中进行测试。根据信标特征设计出利用激光扫描传感器进行数据采集的信标,并设计出相应的辅助定位算法。在铲运机行驶过程中,利用信标识别辅助定位,实现铲运机的无人驾驶控制的调整,主要是识别巷道中的岔路口、转弯转角等特殊路段。实践证明本方法为地下铲运机的无人驾驶提供了一种简单易行的辅助定位方法。     

GPS-RTK在山区煤矿测绘与测设中的应用

GPS-RTK实时动态测量技术是一种新兴的矿区测量技术,本文通过对GPS-RTK技术的工作原理和影响GPS-RTK技术定位精度的因素进行分析,探讨GPS-RTK技术在矿山测量中的应用,重点研究GPS-RTK实时动态测量技术在矿区地表移动观测站放样工作中的优势,得出GPS-RTK实时动态测量技术完全能满足矿区地表移动观测站放样的精度要求.     

LC-93型智能液位检测与控制仪的研究

为实现浮选槽矿浆液面的自动检测与控制,研制了一种适合于浮选矿浆的ＬＣ—９３型智能液位检测与控制仪,该控制仪采用了技术先进的差动电容式转角传感器,测量精度高,使用寿命长。本文论述了其基本结构、工作原理及特点。     

激光位移传感器在输送带垂度测量系统中的应用

针对带式输送机工作过程中输送带垂度测量的需求,设计了输送带垂度测量系统的系统架构,研制了基于激光位移传感器的输送带垂度动态测量系统,对该系统下位机硬件和软件、上位机软件及通信协议进行了具体设计开发。实际测试结果表明所研制的基于激光位移传感器的输送带垂度动态测量系统能够满足带式输送机工作过程中输送带垂度高精度动态测量的实际要求。     

基于智能减阻策略的地下铲运机自动铲装控制研究

地下铲运机在铲装作业过程中其铲斗力学性能复杂多变,驾驶室操作员只能根据工作经验实时观察判断后进行操作,实际效果并不理想。通过研究铲装过程中的力学性能,提出一种基于智能减阻策略的地下铲运机自动铲装控制方法,可以高效、低耗地完成铲装过程的自动控制。基于时序反馈,配合铲装过程中的多次举斗或撬斗动作,不断破坏料堆中密实核的生成并减小铲装阻力,提高了铲运机满斗率和工作效率。同时,基于EDEM软件开展智能减阻铲装过程仿真研究,在工程铲运机上搭建了自动铲装控制系统,并通过人机交互编程控制开展了工程应用。结果表明,基于智能减阻策略的地下铲运机自动铲装控制系统的控制效果稳定,可靠性高,可完全满足工业应用的要求。     

地下遥控铲运机环境识别系统的研究

在结合已有环境识别方法的基础上,利用超声波测距、多传感器数据融合及电力拖动原理,提出了一种适合地下铲运机的新型环境识别技术。通过电平转换器,使得PIC单片机与PC机进行通信,通过实时采集和处理测量数据,从而得到准确的环境或被测物的信息。最终为铲运机的避障、安全行车、机群优化、导航定位等控制服务,使得遥控室和车载计算机系统更为默契的协同作业。通过MATLAB程序处理和铲运车模拟行驶验证,该识别技术取得了良好的效果。     

地下铲运机自动称重高精度模型 与影响因素分析

目前,地下铲运机自动称重技术在各大矿山的应用越来越广泛,但计量精度仍然比较低,本文旨在提高地下铲运机的自动称重精度。基于基本的称重力学理论模型,举升油缸油压是自动称重的核心变量。在实际称重过程中,举升油压有多个影响因素---发动机转速、液压油温、大臂举升角、阀门开度---均会对油压产生影响,进而对称重结果产生影响。但以往的自动称重,往往不考虑对油压的多个影响因素。本文对称重过程中多参数耦合情况进行建模分析,通过生产环境分析,排除了液压油温的影响;通过电控系统精确控制,排除了阀门开度的影响。后续通过对车辆的改造和电控系统的开发,实现对发动机转速精确控制,对大臂举升角精确测量。在矿石重量2000kg时,对不同转速,不同大臂举升角进行试验,提出了最优的称重区间：发动机转速为1500rpm,大臂夹角β从87.5°到97.5°。在最优称重区间,在2000kg,3000kg,4000kg的矿石重量下,找出油压的变化规律,之后建立了称重修正曲线方程,达到了1.85%的计量精度.     

基于导电塑料传感器的连续测角系统设计

介绍了一种基于双联导电塑料传感器可连续测角的数据采集系统,理论角分辨率可达0.1°。系统主要由低功耗单片机、0功耗串口电路及显示部分组成。单片机控制自带ADC12模块进行数据采集,采集完毕即进入低功耗休眠状态,并可由定时中断唤醒。通过对双联导电塑料传感器进行双通道数据采集及算法设计,不仅避免了传统光电编码器存在体积、质量大,对灰尘,电磁环境等条件要求高的问题,而且解决了传统导电塑料传感器无法实现0°～360°连续测角的难题。该系统具有精度高、功耗低、体积小、扩展性强的特点,在工业控制、智能机器人和状态监测等领域的角位移量测量中有重要的应用价值。     

自主铲运机的定位导航和控制策略基本思路

根据自主铲运机(LHD)自身结构和其运动轨迹特点,对铲运机在巷道内所处的位置和姿态进行定义。对感知地下巷道环境的传感器进行选择,确定了激光扫描器为主要环境感知传感器。提出了一种巷道电子地图和铲运机期望路径的构建方法,该方法即符合实际,又快速方便。通过扫描器实时构建局部环境地图,与巷道的电子地图相匹配,可确定车辆的位置和姿态。提出了铲运机定位导航和智能控制策略基本方法和思路,该控制策略方法可提高自主铲运机在井下的运行速度,提高自动铲运机的作业效率。     

基于ZigBee网络的智能小区网络管理系统的研究

ZigBee技术是一种面向无线传感器网络的新技术,引入基于Zigbee的无线网络进行测控具有明显的优势:便于部署、节点数量大、分布密度高、覆盖范围广,并具有一定的数据融合能力,因此可以节约整个网络的能量,还可以实现精确的测控。本项目利用ZigBee无线技术来提供部署灵活、成本低、精度高的小区网络管理系统,为用户提供更加舒适和智能化的生活环境,如对水表、电表等变化情况进行实时监测,为用户提供及时有效的信息汇报服务。     

基于重力加速度检测的矿用倾角传感器分析设计

介绍了高精度双轴加速计ADXL203用作倾角测量的原理,及其与单片机配合构成智能型、用于测量采煤机倾角的传感器设计。重点介绍了关键参数的分析确定。应用它可以对采煤机的机身或摇臂倾角进行实时监测,为这些设备的自动运行控制提供状态数据。     

煤矿电力系统智能控制单元的分析及设计

针对构建煤矿电力系统智能控制单元的工业需求,结合电子技术和计算机控制技术,分析并设计了一类集测量、显示、保护、监测、控制、诊断及实时通信的新型煤矿电力系统智能控制单元。设计的智能控制单元具有短路、过载、漏电闭锁、断相、过压、欠压等保护措施,实现了对煤矿生产过程主要电力设备的运行及故障状况的显示,模块化的设计思路极大地提高了对设备的智能控制和监测诊断的效率。     

基于TCP/IP和ZigBee协议的煤矿安全智能监控系统

研究了基于TCP/IP和ZigBee协议的煤矿安全智能监控系统的设计和实现。该系统由无线传感器、监控分站、监控服务器、监控软件及网络设备等组成,具有煤矿生产现场数据采集精度高、传输距离远、实时性强、稳定可靠等特点,符合煤矿安全监控系统通用技术要求,为煤矿安全生产提供了有力的保障。     

基于ZigBee的水文管理系统

将ZigBee技术应用于水文信息采集,结合GPRS技术,构建了低功耗、低成本、智能化的水文监测系统;同时,采用模块化、结构化方法设计出可视化监控管理平台,实现对水文数据的有效管理和对水文采集传感器节点的实时控制。此外,该监控管理平台通过将监测区节点按地理区域分别设定水位预警警戒值的方法,完成对不同监测区域采集节点的分级别高效水位预警。     

物联网在智能变电站辅助系统监控中的应用

为了提高智能变电站相关辅助系统的联动性,设计了一种集成到虚拟现实环境中的智能变电站辅助系统物联网原型。利用应用功能和任务均衡分配调度的边缘计算算法,实现了对单个边缘节点的有效控制,提高物联网智能变电站辅助系统的即时性和安全性。通过MQTT协议和Co AP协议传输数据,结合ESP-8266 Wi-Fi模块提高了信息交换速度并降低带宽消耗。利用ACS712电流传感器和HC-SR501运动传感器检测变电站各装置的实时状态,通过虚拟现实技术将监控管理信息展现给用户,实现了变电站内设备的完整监控功能。     

基于无线传感网与静力水准集成的矿区地表沉降监测

随着社会的发展,对矿区地表沉降与重要建筑物等监测的实时性、自动化、精确度要求越来越高,传统的精密水准测量需野外作业,且周期长、花费大,不利于进行长期、实时、自动化监测。为此,将无线传感器网络技术与传统的静力水准监测相结合,构建了一套结合低成本ZigBee无线技术与GPRS技术的无线静力水准监测系统。静力水准仪作为传感器连接于无线网络子节点,子节点将采集到的数据发送至主节点,再通过DTU模块,利用GPRS网络发送到远程的数据库。系统可实现远距离实时、高精度的矿区地表沉降监测,具有广阔的应用前景。