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煤矿巷道掘进锚索自动输送系统设计与仿真
1
作者
马宏伟
喻祖坤
+4 位作者
王川伟
崔闻达
成家帅
郭逸风
苏浩
《西安科技大学学报》
北大核心
2025年第3期429-438,共10页
针对煤矿巷道掘进中锚索支护过程自动化程度低、劳动强度大等问题,提出了一种煤矿巷道掘进锚索输送系统。通过对锚索输送系统的空间布局进行参数化建模,以机械臂输送过程中锚索的弯曲半径和悬空长度为指标,利用多目标粒子群算法(MOPSO)...
针对煤矿巷道掘进中锚索支护过程自动化程度低、劳动强度大等问题,提出了一种煤矿巷道掘进锚索输送系统。通过对锚索输送系统的空间布局进行参数化建模,以机械臂输送过程中锚索的弯曲半径和悬空长度为指标,利用多目标粒子群算法(MOPSO),求解得出了锚索输送系统的最优空间布局;结合锚索输送和安装需求,设计锚索输送装置的总体结构,利用改进D-H法建立了输送装置的运动学模型并分析了工作空间;分析锚索与其输送装置之间的相互作用机理,建立锚索参数、锚索弯曲弹性力和弯管参数关系的力学模型,以及锚索输送装置的虚拟样机模型,完成了锚索输送过程动力学仿真。结果表明:锚索输送装置能够满足6000 mm×4400 mm(宽×高)巷道的支护要求;当锚索参数确定时,锚索驱动力与弯管曲率半径平方项相关,而与锚索和弯管摩擦系数呈线性关系,增大弯管曲率半径可以显著减小所需最大驱动力;为使机械臂牵引的负载最小,弯管曲率半径的取值应使得弯管入口与锚索库出口高度接近;考虑锚索输送力得到的最优空间布局为弯管曲率半径1.5 m,端面转角90°,输送装置与锚索库水平距离1.51 m。研究结果为煤矿巷道锚索支护效率的提高,锚索支护的自动化和智能化的实现提供了参考依据。
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关键词
煤矿巷道掘进
锚索自动输送装置
工作空间
虚拟样机
粒子群算法
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职称材料
题名
煤矿巷道掘进锚索自动输送系统设计与仿真
1
作者
马宏伟
喻祖坤
王川伟
崔闻达
成家帅
郭逸风
苏浩
机构
西安科技大学机械工程学院
陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室
出处
《西安科技大学学报》
北大核心
2025年第3期429-438,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52174150)
国家重点研发计划项目(2023YFC2907600)
陕西省重点研发计划项目(2023-JC-YB-331)。
文摘
针对煤矿巷道掘进中锚索支护过程自动化程度低、劳动强度大等问题,提出了一种煤矿巷道掘进锚索输送系统。通过对锚索输送系统的空间布局进行参数化建模,以机械臂输送过程中锚索的弯曲半径和悬空长度为指标,利用多目标粒子群算法(MOPSO),求解得出了锚索输送系统的最优空间布局;结合锚索输送和安装需求,设计锚索输送装置的总体结构,利用改进D-H法建立了输送装置的运动学模型并分析了工作空间;分析锚索与其输送装置之间的相互作用机理,建立锚索参数、锚索弯曲弹性力和弯管参数关系的力学模型,以及锚索输送装置的虚拟样机模型,完成了锚索输送过程动力学仿真。结果表明:锚索输送装置能够满足6000 mm×4400 mm(宽×高)巷道的支护要求;当锚索参数确定时,锚索驱动力与弯管曲率半径平方项相关,而与锚索和弯管摩擦系数呈线性关系,增大弯管曲率半径可以显著减小所需最大驱动力;为使机械臂牵引的负载最小,弯管曲率半径的取值应使得弯管入口与锚索库出口高度接近;考虑锚索输送力得到的最优空间布局为弯管曲率半径1.5 m,端面转角90°,输送装置与锚索库水平距离1.51 m。研究结果为煤矿巷道锚索支护效率的提高,锚索支护的自动化和智能化的实现提供了参考依据。
关键词
煤矿巷道掘进
锚索自动输送装置
工作空间
虚拟样机
粒子群算法
Keywords
coal mine roadway excavation
anchor cable automatic conveying device
workspace
virtual prototype
particle swarm optimization algorithm
分类号
TD350 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
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作者
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1
煤矿巷道掘进锚索自动输送系统设计与仿真
马宏伟
喻祖坤
王川伟
崔闻达
成家帅
郭逸风
苏浩
《西安科技大学学报》
北大核心
2025
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