掘进机器人仿形截割建模与轨迹仿真研究

针对掘进机器人掘进过程中,尖峰负荷影响,及切割机构的非平稳振动,引起欠挖和超挖,机器损耗加剧等问题,以悬臂式掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,悬臂偏移角和油缸伸长量之间的通用公式,在使用数字液压缸按照所给巷道运动时,通过控制各个油缸伸长量来实现掘进机的自动控制机理。采用MATLAB软件仿真了截割头仿形截割运动过程,取得和实际工况相一致的结果,验证了模型的可行性和优越性,为掘进机器人研究奠定了通用的控制理论基础。     

产品概念设计的应用研究

主要针对机械产品开发中概念设计及产品设计关系方案进行分析和研究。为了解决产品开发中存在的问题,对机械产品开发与概念设计有关问题进行探讨,得出产品设计关系方案及产品设计关系模型,通过该模型以实现零部件的并行设计、辅助创新设计及产品开发过程中设计人员调用已有实例进行创新开发方案的制定等问题。     

带式输送机断带抓捕器的研究

带式输送机是一种输送松散物料的主要设备,因其具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低,以及维护方便等特点而被广泛应用于港口、码头、冶金、热电厂、焦化厂及煤矿等运输物料。然而在长期使用过程中由于人为和胶带自身的原因,常发生胶带的断带事故,使得胶带、减速器损坏,严重时可毁坏机架,造成胶带和物料的大量堆积而停产,     

接链环受力分析与结构优化

链传动广泛地应用在采矿运输设备中,接链环是整个设备正常工作的核心。运用弹性接触和变形协调理论,研究销与接链环的接触受力及其形变。对30×108矿用弧形梯齿扁平接链环在承受最大拉力的情况下进行分析,算出接链环所受到的力,分析接链环的受力情况。通过指定设计参数,对接链环结构进行最优化设计。     

钒酸铋光催化剂的制备及改性的研究进展

钒酸铋的光催化技术是缓解能源短缺和环境污染的有效方法之一,是一种拥有良好催化性能的窄禁带宽度半导体材料,正是因为它特有的晶相结构和光催化性能引起了众多相关科研工作者的广泛关注。本文简要综述了钒酸铋研究过程中取得的相关成果,阐明了其中存在的问题,概述了一些钒酸铋主要的制备方法,探讨了钒酸铋相关的改性手段。最后,展望了钒酸铋未来的发展前景。     

截割机构延迟特性对巷道断面成型精度影响分析

由于执行元件响应时间差、负载干扰以及液压油液的压缩性等多因素的干扰,使得手动换向阀或电磁换向阀控制掘进机截割煤岩时存在较大延迟,断面成型精度较低。考虑截割部执行机构延迟特性对截割误差的影响,根据掘支锚机组截割部系统硬件组成和基本参数,使用D-H方法建立了截割机构的运动学模型。分析了机构动作延迟对截割控制方程的影响,建立了横摆和纵摆截割动作延时情况下的截割头中心在巷道断面坐标系上的运动误差模型。通过MATLAB数值计算软件进行截割控制误差的仿真研究,研究结果表明:本文仿真工况下,在横摆速度恒定的情况下,当延迟时间分别为50,100和200 ms时,横摆截割的截割轨迹误差分别为10,20,40 mm。当横摆速度分别为50,100和200 mm/s时,横摆截割的截割轨迹误差分别为5,10,20 mm。随着截割部横摆速度和动作延迟的增大,截割轨迹误差随之增大。由于普通的开关电磁换向阀不易于进行流量实时调控,因此无法做到对截割部横摆速度的缓冲控制。需要充分掌握截割执行机构的延迟特性,在控制系统中做好提前量,消除动作延迟带来的截割误差。通过课题组自行研制的掘支锚机组实验平台进行实验研究,研究结果表明,本实验台截割部执行机构存在53 ms的延迟,通过对控制系统进行提前量控制,即截割部位移传感器在到达指定位移之前的53 ms乘以横摆速度后的位置下达停止指令,可削减动作延迟带来的截割误差。     

采煤机喷雾装置改进研究

采煤工艺的进行总是伴随着粉尘的产生。煤矿大功率采煤机的应用大大提高了工作面的回采速度,但采煤过程中产生的粉尘也相应增加,因此粉尘危害已经成为较突出的问题。综采工作面产尘占整个采煤工作面产尘的60％～70％,而采煤机割煤时的产尘占整个采煤工作面的70％左右。采煤机采煤时粉尘浓度可高达3000～5000mg／m^3,高浓度的粉尘严重危害人体健康,并给矿井安全生产带来事故隐患。针对这一问题,全世界各大采煤机生产商和一些研究机构提出了不同的解决方法。     

基于Pro/E的悬臂式掘进机后支撑的虚拟装配设计

介绍了Pro/E软件的参数化虚拟装配理念,并运用自顶向下(top-down)的装配理念,对悬臂式掘进机后支撑进行了虚拟装配设计并进行干涉检验,利用虚拟装配建模技术可以有效地缩短产品的开发周期和提高生产效率。     

基于Pro/E的直齿圆柱齿轮模型建立与运动仿真分析

应用最为普遍的工程软件Pro/E与直齿圆柱齿轮设计相结合,对直齿圆柱齿轮模型的建立、重要尺寸的参数化设计、齿轮的装配仿真等方面进行了研究,并对运动件是否有干涉以及如何消除干涉进行分析。应用Pro/E在很大程度上提高了齿轮的设计开发效率,缩短设计周期,减少废品、次品的产生。     

四辊轧机垂直振动特性研究及测试分析

为研究四辊轧机系统的垂直振动特性,考虑到四辊轧机具有较复杂的振动过程,建立了四辊轧机非对称6自由度垂直振动模型,利用机械振动学牛顿第二定律理论,构建四辊轧机的垂直振动系统动力学方程。采用Matlab软件对四辊轧机6自由度系统垂直振动模型的固有特性进行理论计算,对系统各阶固有频率及其相应的主振型进行分析,得到了第5阶固有频率是引起四辊轧机强烈自激振动的主要频率。通过现场垂直振动测试平台的验证,表明了该系统垂直振动模型具有较高精度的优点。以上研究结果为研究四辊轧机的现代动态设计、动力学分析以及抑振减振等问题提供了一定的理论基础。