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基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法
1
作者
刘京
魏志强
+1 位作者
蔡春蒙
刘洋
《工矿自动化》
北大核心
2025年第3期78-85,95,共9页
煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首...
煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首先,以悬挂在巷道顶部的球靶中心为巷道坐标系原点,设计基于密度的噪声鲁棒空间聚类(DBSCAN)算法和基于形状特征的球靶点云提取算法,解决传统依靠反射强度区分球靶的方法在粉尘堆积时易失效的问题,结合坐标变换方法构建雷达位置测量系统以获得融合定位基准。其次,利用惯导积分得到掘进机的位置和姿态信息。然后,基于一阶高斯马尔可夫过程进行误差状态建模,采用误差状态卡尔曼滤波算法融合雷达和惯导的输出,得到掘进机在巷道中的融合定位结果,并将融合定位结果反馈给惯导,以校正其累计误差,从而获得精准的定位结果。定位试验结果表明:在掘进机静止状态下,不同位置和姿态角下雷达定位系统的位置误差小于10 cm,惯导定位系统的位置误差小于70 cm;在掘进机运动状态下,融合系统的位置误差为5.8 cm,相比雷达系统的位置误差降低了12.1%。基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法可以在复杂掘进工况中满足煤矿掘进机自动截割时的定位需求。
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关键词
掘进机定位
激光雷达
惯导
误差状态卡尔曼滤波
基于密度的噪声鲁棒空间聚类算法
球靶
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职称材料
基于损伤等效的压裂泵柱塞疲劳载荷谱研究
被引量:
1
2
作者
李魁
王蒙蒙
+2 位作者
王安伟
郭福征
武正权
《机床与液压》
北大核心
2024年第14期204-209,共6页
在页岩气作业中,压裂泵柱塞受到周期性载荷的作业易出现疲劳破坏,而压裂泵柱塞产品开发初期没有疲劳计算所需的实测疲劳载荷谱。针对此问题,根据6000型机械压裂泵的百万冲次试验测试柱塞组件的应变载荷谱,采用一定方法对柱塞的疲劳载荷...
在页岩气作业中,压裂泵柱塞受到周期性载荷的作业易出现疲劳破坏,而压裂泵柱塞产品开发初期没有疲劳计算所需的实测疲劳载荷谱。针对此问题,根据6000型机械压裂泵的百万冲次试验测试柱塞组件的应变载荷谱,采用一定方法对柱塞的疲劳载荷谱进行等效编谱,评估柱塞疲劳寿命并对柱塞的结构进行优化设计,最后锁定柱塞设计数据。通过分析证明了通过测试与仿真相结合可评估柱塞疲劳耐久性,提升产品质量。为了减少重型件产品设计的验证时间,基于采集的柱塞载荷谱以一定方法获得柱塞疲劳载荷谱。基于等效损伤原理,采用block cycle方法进行柱塞台架试验载荷谱的提取,为后续搭建柱塞台架试验台提供设计依据。
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关键词
压裂泵
柱塞
疲劳载荷谱
等效损伤原理
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职称材料
七桥混合耦连油气悬架车辆仿真与试验
被引量:
8
3
作者
田文朋
易小刚
+1 位作者
郭磊
郭雁军
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期1084-1089,共6页
将某七桥车辆的油气悬架系统混合耦连并对其原理和结构进行分析,建立了整车十七自由度动力学模型。基于整车结构和数学模型,以Simulink为主平台,搭建了整车的Simulink/AMESim联合仿真模型,仿真激励为白噪声法生成的相关性路面时域模拟...
将某七桥车辆的油气悬架系统混合耦连并对其原理和结构进行分析,建立了整车十七自由度动力学模型。基于整车结构和数学模型,以Simulink为主平台,搭建了整车的Simulink/AMESim联合仿真模型,仿真激励为白噪声法生成的相关性路面时域模拟信号。确定所需仿真参数后,进行整车的联合仿真和实际道路试验研究,得到了40 km/h和60 km/h车速下的对比曲线。对比结果显示,质心加速度均方根和功率谱密度峰值的仿真数据与试验数据的相对误差小于8%,仿真结果与试验结果基本吻合,说明所建立的整车模型具有较高的准确性,可以作为整车特性研究的依据。
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关键词
七桥车辆
油气悬架
混合耦连
仿真与试验
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职称材料
基于齿面缺陷激光修复几何数学模型的齿轮修复
被引量:
5
4
作者
李向波
李涛
+2 位作者
石博文
王东
张元良
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期129-136,共8页
激光熔覆作为一种再制造技术被广泛应用在机械零部件的修复。在采用激光熔覆技术对齿轮齿面缺陷进行修复时,为减小后续机械加工的难度,应使轮齿齿面上的熔覆层轮廓接近齿轮的原始齿廓。基于齿廓加工原理建立了齿面缺陷激光修复几何数学...
激光熔覆作为一种再制造技术被广泛应用在机械零部件的修复。在采用激光熔覆技术对齿轮齿面缺陷进行修复时,为减小后续机械加工的难度,应使轮齿齿面上的熔覆层轮廓接近齿轮的原始齿廓。基于齿廓加工原理建立了齿面缺陷激光修复几何数学模型。通过此修复几何数学模型可计算得到修复齿廓不同部位时,轮齿需要偏转的角度以及偏转后齿廓待修复区域的倾斜角度。实验结果表明,利用该几何数学模型对齿轮齿面缺陷采用激光熔覆技术进行修复,可以使轮齿齿面上熔覆层的轮廓与齿轮原始齿廓较为接近,并且熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的距离不超过0.7 mm;此外,轮齿齿面在熔覆过程中虽然倾斜角度最大达到51.84°,但熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的最小距离不小于0.1 mm。
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关键词
激光熔覆
齿面缺陷
齿轮修复
几何数学模型
熔覆层轮廓
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职称材料
泵送换向系统研究与应用
被引量:
3
5
作者
张志强
寇继磊
郭波江
《机床与液压》
北大核心
2016年第16期85-87,共3页
分析影响混凝土泵摆阀油缸换向的阻力因素,对混凝土泵摆阀油缸换向系统进行了数字化建模与仿真分析,提出一种改进摇臂结构的方案,为进一步优化泵送摆缸换向系统提供了参考。
关键词
混凝土泵
摆阀油缸
换向系统
仿真
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职称材料
液压传动型压裂撬的研制与应用
6
作者
罗克
吴辉
+1 位作者
边疆
郭雁军
《南方农机》
2018年第9期85-86,共2页
本文对我国页岩气开采现状及前景进行了分析,并针对市场需求成功开发出全球首套液压传动型压裂撬,成本较同型号机械传动压裂撬降低30%以上。目前已经通过厂内试验和施工验证,具有较高的推广价值。
关键词
页岩气
液压传动
压裂撬
设计
试验
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职称材料
题名
基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法
1
作者
刘京
魏志强
蔡春蒙
刘洋
机构
三一智能装备有限公司
西安交通大学数学与统计学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2025年第3期78-85,95,共9页
基金
陕西省秦创原引用高层次创新创业人才项目(QCYRCXM-2023-094)
三一集团2023年重大技术开发项目(8037023)。
文摘
煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首先,以悬挂在巷道顶部的球靶中心为巷道坐标系原点,设计基于密度的噪声鲁棒空间聚类(DBSCAN)算法和基于形状特征的球靶点云提取算法,解决传统依靠反射强度区分球靶的方法在粉尘堆积时易失效的问题,结合坐标变换方法构建雷达位置测量系统以获得融合定位基准。其次,利用惯导积分得到掘进机的位置和姿态信息。然后,基于一阶高斯马尔可夫过程进行误差状态建模,采用误差状态卡尔曼滤波算法融合雷达和惯导的输出,得到掘进机在巷道中的融合定位结果,并将融合定位结果反馈给惯导,以校正其累计误差,从而获得精准的定位结果。定位试验结果表明:在掘进机静止状态下,不同位置和姿态角下雷达定位系统的位置误差小于10 cm,惯导定位系统的位置误差小于70 cm;在掘进机运动状态下,融合系统的位置误差为5.8 cm,相比雷达系统的位置误差降低了12.1%。基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法可以在复杂掘进工况中满足煤矿掘进机自动截割时的定位需求。
关键词
掘进机定位
激光雷达
惯导
误差状态卡尔曼滤波
基于密度的噪声鲁棒空间聚类算法
球靶
Keywords
roadheader positioning
LiDAR
inertial navigation
Error State Kalman Filter
Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise(DBSCAN)
spherical targe
分类号
TD632.2 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于损伤等效的压裂泵柱塞疲劳载荷谱研究
被引量:
1
2
作者
李魁
王蒙蒙
王安伟
郭福征
武正权
机构
三一
石油
智能
装备
有限公司
河南工学院机械工程学院
河南泽鸿环保科技
有限公司
出处
《机床与液压》
北大核心
2024年第14期204-209,共6页
基金
河南省重点研发计划项目(科技攻关)(232102220092)。
文摘
在页岩气作业中,压裂泵柱塞受到周期性载荷的作业易出现疲劳破坏,而压裂泵柱塞产品开发初期没有疲劳计算所需的实测疲劳载荷谱。针对此问题,根据6000型机械压裂泵的百万冲次试验测试柱塞组件的应变载荷谱,采用一定方法对柱塞的疲劳载荷谱进行等效编谱,评估柱塞疲劳寿命并对柱塞的结构进行优化设计,最后锁定柱塞设计数据。通过分析证明了通过测试与仿真相结合可评估柱塞疲劳耐久性,提升产品质量。为了减少重型件产品设计的验证时间,基于采集的柱塞载荷谱以一定方法获得柱塞疲劳载荷谱。基于等效损伤原理,采用block cycle方法进行柱塞台架试验载荷谱的提取,为后续搭建柱塞台架试验台提供设计依据。
关键词
压裂泵
柱塞
疲劳载荷谱
等效损伤原理
Keywords
fracturing pump
plunger
fatigue load spectrum
equivalent damage principle
分类号
TE934.202 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
七桥混合耦连油气悬架车辆仿真与试验
被引量:
8
3
作者
田文朋
易小刚
郭磊
郭雁军
机构
长安大学公路养护
装备
国家工程实验室
三一
石油
智能
装备
有限公司
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期1084-1089,共6页
基金
国家科技支撑计划资助项目(2015BAF07B08)
文摘
将某七桥车辆的油气悬架系统混合耦连并对其原理和结构进行分析,建立了整车十七自由度动力学模型。基于整车结构和数学模型,以Simulink为主平台,搭建了整车的Simulink/AMESim联合仿真模型,仿真激励为白噪声法生成的相关性路面时域模拟信号。确定所需仿真参数后,进行整车的联合仿真和实际道路试验研究,得到了40 km/h和60 km/h车速下的对比曲线。对比结果显示,质心加速度均方根和功率谱密度峰值的仿真数据与试验数据的相对误差小于8%,仿真结果与试验结果基本吻合,说明所建立的整车模型具有较高的准确性,可以作为整车特性研究的依据。
关键词
七桥车辆
油气悬架
混合耦连
仿真与试验
Keywords
seven spindled vehicle
hydro-pneumatic suspension
hybrid coupling
simulation and experiment
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
U461.6 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于齿面缺陷激光修复几何数学模型的齿轮修复
被引量:
5
4
作者
李向波
李涛
石博文
王东
张元良
机构
大连理工大学机械工程学院
三一
石油
智能
装备
有限公司
出处
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期129-136,共8页
基金
国家自然科学基金(51975099)
宁夏回族自治区重点研发计划(2018BDE02045)
文摘
激光熔覆作为一种再制造技术被广泛应用在机械零部件的修复。在采用激光熔覆技术对齿轮齿面缺陷进行修复时,为减小后续机械加工的难度,应使轮齿齿面上的熔覆层轮廓接近齿轮的原始齿廓。基于齿廓加工原理建立了齿面缺陷激光修复几何数学模型。通过此修复几何数学模型可计算得到修复齿廓不同部位时,轮齿需要偏转的角度以及偏转后齿廓待修复区域的倾斜角度。实验结果表明,利用该几何数学模型对齿轮齿面缺陷采用激光熔覆技术进行修复,可以使轮齿齿面上熔覆层的轮廓与齿轮原始齿廓较为接近,并且熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的距离不超过0.7 mm;此外,轮齿齿面在熔覆过程中虽然倾斜角度最大达到51.84°,但熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的最小距离不小于0.1 mm。
关键词
激光熔覆
齿面缺陷
齿轮修复
几何数学模型
熔覆层轮廓
Keywords
laser cladding
defects of tooth surface
gear repair
geometric mathematical model
profile of coating
分类号
TG665 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
TH132.41 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
泵送换向系统研究与应用
被引量:
3
5
作者
张志强
寇继磊
郭波江
机构
三一
石油
智能
装备
有限公司
研究院
许昌职业技术学院机电系
出处
《机床与液压》
北大核心
2016年第16期85-87,共3页
文摘
分析影响混凝土泵摆阀油缸换向的阻力因素,对混凝土泵摆阀油缸换向系统进行了数字化建模与仿真分析,提出一种改进摇臂结构的方案,为进一步优化泵送摆缸换向系统提供了参考。
关键词
混凝土泵
摆阀油缸
换向系统
仿真
Keywords
Concrete pump
Swing valve oil cylinder
Reversing system
Simulation
分类号
TE938 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
液压传动型压裂撬的研制与应用
6
作者
罗克
吴辉
边疆
郭雁军
机构
天津机电职业技术学院
三一
石油
智能
装备
有限公司
出处
《南方农机》
2018年第9期85-86,共2页
文摘
本文对我国页岩气开采现状及前景进行了分析,并针对市场需求成功开发出全球首套液压传动型压裂撬,成本较同型号机械传动压裂撬降低30%以上。目前已经通过厂内试验和施工验证,具有较高的推广价值。
关键词
页岩气
液压传动
压裂撬
设计
试验
分类号
TE934.2 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法
刘京
魏志强
蔡春蒙
刘洋
《工矿自动化》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于损伤等效的压裂泵柱塞疲劳载荷谱研究
李魁
王蒙蒙
王安伟
郭福征
武正权
《机床与液压》
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
3
七桥混合耦连油气悬架车辆仿真与试验
田文朋
易小刚
郭磊
郭雁军
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
8
在线阅读
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职称材料
4
基于齿面缺陷激光修复几何数学模型的齿轮修复
李向波
李涛
石博文
王东
张元良
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
泵送换向系统研究与应用
张志强
寇继磊
郭波江
《机床与液压》
北大核心
2016
3
在线阅读
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职称材料
6
液压传动型压裂撬的研制与应用
罗克
吴辉
边疆
郭雁军
《南方农机》
2018
0
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职称材料
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