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煤矿井下单轨吊无人驾驶目标识别算法与轨道接缝检测方法
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作者 王茂森 鲍久圣 +5 位作者 章全利 杨阳 袁晓明 阴妍 张可琨 葛世荣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期457-471,共15页
单轨吊作为煤矿井下辅助运输的重要设备形式之一,具有运载能力大、爬坡能力强等优点,在煤矿智能化建设背景下无人驾驶是其必然的发展方向。为确保无人驾驶单轨吊在井下巷道内的安全行驶,对轨道接缝和关键目标的可靠检测尤为重要,从提高... 单轨吊作为煤矿井下辅助运输的重要设备形式之一,具有运载能力大、爬坡能力强等优点,在煤矿智能化建设背景下无人驾驶是其必然的发展方向。为确保无人驾驶单轨吊在井下巷道内的安全行驶,对轨道接缝和关键目标的可靠检测尤为重要,从提高单轨吊无人驾驶安全通过性出发,对单轨吊无人驾驶目标识别算法与轨道接缝检测方法两大主要方面展开了研究。首先,对矿井图片数据集进行了增强处理,提高了其多样性;提出了一种加入改进通道注意力机制ECA_s和EIOU回归损失函数的YOLOv5算法,并对改进后的YOLOv5算法进行试验分析,结果表明,采用改进后的YOLOv5算法,识别准确率提高了9.1%,mAP提升了3.6%。其次,建立了基于机器视觉的单轨吊轨道接缝检测方法,采用图像预处理、直方图信息统计、形态学处理等技术,根据标定系数计算轨道接缝距离,结果表明,基于机器视觉的轨道接缝检测算法处理一张接缝图像的检测误差仅为0.3 mm。最后,开展了单轨吊无人驾驶目标检测试验,结果表明,改进后的YOLOv5目标检测算法平均精度达到90.3%,具有更高的检测准确率;单轨吊轨道接缝检测算法处理接缝图像的平均检测误差为0.73 mm、最大检测误差不超过1.1 mm,具有更高的检测精度。为保障煤矿井下单轨吊无人驾驶安全通过性和可靠性,提供了务实可行的检测方案和精确可靠的检测算法。 展开更多
关键词 单轨吊 无人驾驶 机器视觉 目标检测 YOLOv5 接缝检测
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煤矿井下无人化辅助运输系统关键基础研究及应用实践 被引量:54
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作者 鲍久圣 章全利 +5 位作者 葛世荣 胡而已 袁晓明 杨阳 阴妍 吕玉寒 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1085-1098,共14页
辅助运输系统是煤矿生产系统的重要组成部分,辅助运输设备的先进与否直接关系到煤矿的生产效率与作业安全。近年来我国开始大力推进煤矿智能化建设,但传统辅助运输系统仍普遍存在工艺不连续、转载环节多、用工占比高、自动化程度低等现... 辅助运输系统是煤矿生产系统的重要组成部分,辅助运输设备的先进与否直接关系到煤矿的生产效率与作业安全。近年来我国开始大力推进煤矿智能化建设,但传统辅助运输系统仍普遍存在工艺不连续、转载环节多、用工占比高、自动化程度低等现实问题,已经成为制约煤矿智能化建设和无人化发展的薄弱环节。面向煤矿辅助运输系统“无人化”发展目标,凝练提出了辅助运输系统亟需研究解决的“连续化、标准化、智能化”三大关键基础问题,分别针对轨道式、无轨式辅助运输系统给出了多种连续化、标准化和智能化解决方案,进而提出了一种新型复合式连续化无人型辅助运输系统。首先,针对往复式串车提升不连续问题,设计了一种采用悬挂式钢丝绳牵引的轨道矿车连续运输系统;针对无极绳绞车难以适应长距离运输问题,设计了一种采用耐磨胶带多点辅助驱动的长距离无极绳牵引系统;针对无轨胶轮车因爬坡能力不足而导致的应用受限问题,设计了一种采用钢丝绳辅助牵引的无轨胶轮车连续运输系统。其次,开展辅助运输系统标准化设计,基于无轨、有轨两类标准化载物平台,针对设备、长料、散料、液体等不同物料类型,设计了不同大小规格和开口形式的系列化标准容器;通过将标准化、系列化的装载容器与载物平台进行模块化组合,可实现辅助运输物料的“集装箱式”快速装运,为开展机器人化辅助运输奠定了基础。再次,面向煤矿辅助运输系统智能化建设需求,研制了无人驾驶的无轨胶轮车和单轨吊并通过现场试验进行了验证,给出了无极绳运输系统的无人化运行方案,可有效解决传统辅助运输系统用工岗位多、人为失误多等问题;进一步,针对井下转运环节和最后100 m运输亟待解决的智能化难题,设计了一种“装铲运”一体化重载搬运机器人。最后,针对传统辅助运输设备种类繁多和应用局限性问题,发明了一种“轮轨复合”且“天地衔接”的新型多功能井下运输机器人(MAGV);基于MAGV提出了煤矿井下“两地三轨”自适应连续化辅助运输系统,并分别给出了其在斜井和立井中的应用工艺。研究结果可为解决煤矿井下辅助运输系统长期存在的运输不连续、用工岗位多、智能化程度低等现实问题提供指导,从而为推动煤矿井下实现“连续、标准、智能”的“无人化”辅助运输提供了一系列务实可行的技术原理和设计方案。 展开更多
关键词 煤矿井下 辅助运输 连续化 标准化 智能化 无人化
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基于卷积神经网络和模糊PID的掘进机截割控制系统研究
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作者 李英娜 崔彦平 +2 位作者 安博烁 刘百健 靳建伟 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期61-70,137,共11页
针对悬臂式掘进机在掘进过程中面对煤岩硬度复杂变化时适应性不足、系统稳定性低等问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)及模糊PID的掘进机截割控制系统,该系统包括巷道断面成形特性和智能截割控制策略2个部分,其中掘进机智能截割控制策... 针对悬臂式掘进机在掘进过程中面对煤岩硬度复杂变化时适应性不足、系统稳定性低等问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)及模糊PID的掘进机截割控制系统,该系统包括巷道断面成形特性和智能截割控制策略2个部分,其中掘进机智能截割控制策略由CNN煤岩硬度动态感知模块和截割臂摆速模糊PID控制模块组成。提出一种有效的截割路径,使截割头沿规划路径从上至下进行煤岩截割,以提高断面完整性,减小掘进方向的误差。采用CNN煤岩硬度动态感知模块分析采集的截割电动机电流、截割臂振动加速度、回转油缸压力数据信息,以感知煤岩特性;采用截割臂摆速模糊PID控制模块对感知后的数据进行模糊化与解模糊化处理,输出相应控制参数信号;电液比例阀根据接收到的信号控制液压油的流量和压力,通过阀控液压缸控制截割臂摆速,实现截割臂摆速的自适应控制。现场实验结果表明:当掘进机截割较软介质与煤时,截割臂以高摆速工作;当掘进机截割复杂岩层时,摆速随截割信号的增大而降低,截割信号在0~1之间变动;当掘进机截割较硬岩层时,截割载荷信号接近1,截割臂的摆速降低至0。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 智能截割 截割臂摆速 截割路径 模糊PID控制 煤岩硬度动态感知 卷积神经网络
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SMJ5540TZJ15/800Y煤层气车载钻机井架结构有限元分析 被引量:5
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作者 刘玉娟 丁庆新 +2 位作者 张遂安 张仕民 苏玉莆 《煤矿机械》 北大核心 2010年第1期97-99,共3页
运用Pro/E软件建立了SMJ5540TZJ15/800Y煤层气车载钻机井架的三维模型,然后将模型导入ANSYS软件,在设计载荷作用下对其进行了静力和模态特性分析,估算了车载钻机井架结构在设计中产生共振的情况,为钻机井架设计提供了参考和依据。
关键词 井架 Pro/E三维模型 结构静力 模态分析
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煤矿井下灾后多功能救援通道构建装备设计研究 被引量:3
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作者 刘福新 宫言川 王志国 《煤矿机械》 北大核心 2018年第9期5-7,共3页
根据煤矿井下灾后抢险救援工作作业需求,研发在救灾中能够快速清除障碍物、构建救援通道的多功能抢险救援装备;阐述了该装备的结构特征及作业特点,并针对挖掘作业工况下的多功能工作臂进行设计计算及有限元分析,结果表明:挖臂最大应力... 根据煤矿井下灾后抢险救援工作作业需求,研发在救灾中能够快速清除障碍物、构建救援通道的多功能抢险救援装备;阐述了该装备的结构特征及作业特点,并针对挖掘作业工况下的多功能工作臂进行设计计算及有限元分析,结果表明:挖臂最大应力点位于中间斗齿连接处,应力值为297.2 MPa;最大变形点位于中间斗齿齿尖处,位移值为0.951 mm,均满足工作性能需求。 展开更多
关键词 煤矿灾害 抢险救援 技术装备 设计研究
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石煤机公司实施ERP项目的实践 被引量:3
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作者 魏景生 黄建农 +3 位作者 张敬凯 焦海波 费习兵 魏婕 《中国煤炭》 北大核心 2010年第1期28-30,36,共4页
介绍了石家庄煤矿机械有限责任公司(简称石煤机公司)实施ERP项目的背景、方案和效果,并介绍了实施经验和体会。
关键词 石煤机公司 ERP 精细化管理 实施经验
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煤矿硬岩巷道快速掘进成套装备研究 被引量:11
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作者 王彦海 《煤矿机械》 北大核心 2014年第5期156-158,共3页
通过对硬岩巷道岩石岩性的分析,得出了不同巷道岩性不同,应研制不同的硬岩巷道掘进设备的思路。在实践中,研究出2类硬岩巷道掘进成套装备。经多个煤矿应用,验证了2类硬岩巷道掘进成套装备不仅提高了生产效率,而且提高了煤矿生产的安全性... 通过对硬岩巷道岩石岩性的分析,得出了不同巷道岩性不同,应研制不同的硬岩巷道掘进设备的思路。在实践中,研究出2类硬岩巷道掘进成套装备。经多个煤矿应用,验证了2类硬岩巷道掘进成套装备不仅提高了生产效率,而且提高了煤矿生产的安全性,推动了煤矿硬岩巷道掘进全面实现机械化的进程。 展开更多
关键词 硬岩巷道 岩石掘进机 液压钻车 挖掘式装载机 二运转载机 成套装备
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一种多坡度作业用防爆洗扫车供水系统的设计研究
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作者 李朋涛 王伟 《专用汽车》 2025年第4期64-66,共3页
设计了一种多坡度作业用防爆洗扫车供水系统,该系统可使传统洗扫车在煤矿井下复杂的、多坡度、大坡度、长坡度巷道路面稳定作业,有效避免上下坡度时清洗水压力的波动或断流,确保了巷道路面清扫、清洗作业的效果和效率,使机械化清扫能够... 设计了一种多坡度作业用防爆洗扫车供水系统,该系统可使传统洗扫车在煤矿井下复杂的、多坡度、大坡度、长坡度巷道路面稳定作业,有效避免上下坡度时清洗水压力的波动或断流,确保了巷道路面清扫、清洗作业的效果和效率,使机械化清扫能够有效替代现有的人工清扫作业,弥补人工清扫所需人员多、人员劳动强度大、清扫效果不理想等不足。 展开更多
关键词 防爆洗扫车 多坡度作业 供水系统 研究设计
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基于液压马达驱动水泵的洒水车设计
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作者 王晓伟 《专用汽车》 2025年第4期67-69,共3页
传统洒水车大多是通过变速箱处取力器连接传动轴来驱动水泵进行作业的。当车辆挂上取力器作业时,换挡较为困难。同时受变速箱处取力影响,踩下离合器踏板后,取力中断,水泵无法连续喷洒。如果油门过大,易造成水泵超转速运行而损坏。为此,... 传统洒水车大多是通过变速箱处取力器连接传动轴来驱动水泵进行作业的。当车辆挂上取力器作业时,换挡较为困难。同时受变速箱处取力影响,踩下离合器踏板后,取力中断,水泵无法连续喷洒。如果油门过大,易造成水泵超转速运行而损坏。为此,研究了一种配有全功率取力器的洒水车,该车用液压马达驱动水泵,通过变量泵+电液比例阀控制系统流量,实现水泵的无级调速,并且上装工作与底盘行驶完全分离,提高了洒水车驾驶员的驾驶舒适性。 展开更多
关键词 洒水车 全功率取力器 液压系统 低压水泵
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单片机及编码器在煤矿架空乘人装置中的应用 被引量:1
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作者 李晓晖 《煤矿机械》 北大核心 2005年第4期120-121,共2页
介绍了MOTOROLA公司生产的编码器MC1 4 5 0 2 6的基本原理 ,给出了MC1 4 5 0 2 6和ATMEL公司生产的单片机AT89C2 0 5 1组成的编解码系统软、硬件设计方案。该系统应用在煤矿架空乘人装置中 ,可以准确判断出呼叫点的位置 。
关键词 单片机 编码 解码 电流传输
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煤矿用柴油机动力牵引单轨吊机车常见故障诊断 被引量:1
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作者 刘彦波 《煤矿现代化》 2013年第4期108-110,共3页
煤矿轨道运输在整个生产环节中至关重要,目前常见的为柴油机动力牵引单轨吊机车,本文介绍了单轨吊机车系统的组成,指出了煤矿用柴油机动力牵引单轨吊机车系统常见的问题,对最常见的五种故障进行了深入分析,根据实际经验,由每一种故障发... 煤矿轨道运输在整个生产环节中至关重要,目前常见的为柴油机动力牵引单轨吊机车,本文介绍了单轨吊机车系统的组成,指出了煤矿用柴油机动力牵引单轨吊机车系统常见的问题,对最常见的五种故障进行了深入分析,根据实际经验,由每一种故障发生的现象来剖析故障发生的本质,对于生产一线的设备维护有重要的意义,故障诊断的有效性可能大大节约了误工成本,减少生产损失。 展开更多
关键词 煤矿辅助运输 单轨吊机车 故障诊断
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CXQ55/600(900)J型蓄电池胶套轮齿轨机车在煤矿中的应用
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作者 杜福荣 刘胜国 《煤矿设计》 北大核心 1999年第3期46-47,共2页
CXQ55/600(900)J型蓄电池胶套轮齿轨机车,是适合于含有瓦斯和煤尘爆炸危险矿井中的大吨位、高容量的蓄电池机车,可实现车场到采区的连续运输。
关键词 机车 蓄电池 连续运输 煤矿厂 胶套轮齿轨车
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煤矿用环卫车辆液压系统比例控制应用研究
13
作者 张敬凯 《煤炭与化工》 CAS 2016年第4期144-146,共3页
目前国内市场上道路清扫类环卫车辆液压系统为普通电磁换向阀定量系统,存在系统发热较大、副发动机功率损耗大、调速阻尼易堵塞、运行不平稳等问题。煤矿用环卫车辆的工作环境更加恶劣,粉尘污染严重,对液压系统的先进性和可靠性要求更... 目前国内市场上道路清扫类环卫车辆液压系统为普通电磁换向阀定量系统,存在系统发热较大、副发动机功率损耗大、调速阻尼易堵塞、运行不平稳等问题。煤矿用环卫车辆的工作环境更加恶劣,粉尘污染严重,对液压系统的先进性和可靠性要求更高。针对这一问题,对将流量比例控制液压系统引入环卫车行业以替代原有普通定量系统的应用情况进行了研究。比例系统控制主阀可根据电控系统输入信号成比例的控制输出流量,具有自动压力补偿、无级调速、程序控制、无阻尼节流、运行平稳、对环境要求相对宽松等优点,并且其能量损耗比原系统节省了50%以上,新系统在节能性、可靠性、智能化方面相对原系统有很大提高,能够适应恶劣工况,是未来环卫车辆液压系统的发展方向。 展开更多
关键词 环卫车辆 液压系统 比例控制 升级
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煤矿悬臂式掘进机闭式液压系统研究 被引量:1
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作者 侯世乾 《煤矿机械》 2022年第4期82-84,共3页
针对目前煤矿井下掘进机的工况条件和使用现状,根据开式和闭式液压系统的不同特点,阐述了煤矿井下掘进机采用闭式液压系统的原理、配置和具体使用的优缺点,探讨闭式液压系统在煤矿井下悬臂式掘进机上应用的优劣和前景。
关键词 煤矿 掘进机 闭式液压系统
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煤矿设备漏电闭锁检测研究
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作者 席翠霞 《山东煤炭科技》 2009年第3期133-134,共2页
本装置中采用直流电源检测的方法,通过一个分压电阻与绝缘电阻进行串联,分压得到信号并没有直接进入信号检测和处理单元,而是进入了隔离放大器进行放大整形,隔离放大器可应用于高共模电压环境下的小信号测量,对被测对象和数据采集系统... 本装置中采用直流电源检测的方法,通过一个分压电阻与绝缘电阻进行串联,分压得到信号并没有直接进入信号检测和处理单元,而是进入了隔离放大器进行放大整形,隔离放大器可应用于高共模电压环境下的小信号测量,对被测对象和数据采集系统予以隔离。 展开更多
关键词 线形光电耦合器 绝缘值 隔离 单片机
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旋转喷嘴装置与静态直线喷嘴装置清洗对比分析 被引量:1
16
作者 宋月辉 《专用汽车》 2024年第1期27-29,共3页
旋转喷嘴装置与静态直线喷嘴装置是高压水射流清洗作业过程中较为常用的两种形式,在道路清扫、墙面清理等环卫作业领域广泛应用。两装置虽然都属于高压水射流的范畴,但存在着较为明显的区别。据此,通过行走速度、打击力、作用时间等几... 旋转喷嘴装置与静态直线喷嘴装置是高压水射流清洗作业过程中较为常用的两种形式,在道路清扫、墙面清理等环卫作业领域广泛应用。两装置虽然都属于高压水射流的范畴,但存在着较为明显的区别。据此,通过行走速度、打击力、作用时间等几个方面对两种作业形式进行对比,确定两种作业模式分别适用的不同工况。 展开更多
关键词 旋转喷嘴装置 静态直线喷嘴装置 高压水射流
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洗扫车冬季除水方案对比分析
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作者 宋月辉 《专用汽车》 2024年第4期52-53,共2页
洗扫车除水分为高压水路系统除水和低压水路系统除水,低压水路由于管径较大,一般采用重力放水方式。高压水路系统管理复杂且管径较小,采用自动控制的气力净水技术一键操作,将高压气体打入高压水路管道之中,将残余在管道中的水迅速排除,... 洗扫车除水分为高压水路系统除水和低压水路系统除水,低压水路由于管径较大,一般采用重力放水方式。高压水路系统管理复杂且管径较小,采用自动控制的气力净水技术一键操作,将高压气体打入高压水路管道之中,将残余在管道中的水迅速排除,能降低操作者的劳动强度,同时能避免误操作导致的管路结冰引起的水路损坏。 展开更多
关键词 洗扫车 冬季 除水
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基于UKF滤波加权C-T融合算法的无人驾驶单轨吊双标签UWB定位
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作者 吕玉寒 张牧野 +3 位作者 鲍久圣 杨阳 杨健健 王茂森 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期221-235,共15页
单轨吊机车是煤矿井下重要的辅助运输设备之一,目前正在朝着智能化和无人化的方向发展。为了提高无人驾驶单轨吊定位精度,开展了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)加权C-T融合算法的双标签超宽带(UWB)定位方法研究。首先,根据单轨吊车身的结构特... 单轨吊机车是煤矿井下重要的辅助运输设备之一,目前正在朝着智能化和无人化的方向发展。为了提高无人驾驶单轨吊定位精度,开展了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)加权C-T融合算法的双标签超宽带(UWB)定位方法研究。首先,根据单轨吊车身的结构特征,设计了包含双标签定位信息采集层、定位数据传递层和定位坐标解析层的双标签UWB定位系统;其次,将UWB中Chan算法的定位结果作为Taylor算法的初始值,保障了Taylor算法的收敛性和计算效率;再次,通过预设的单轨吊车身长度与双标签定位数据得到定位补偿error,将error代入Taylor算法以进一步提高定位精度,仿真结果表明优化后算法的定位精度提高了44%;然后,使用UKF对加权C-T融合算法进行滤波优化,提高了定位系统在非视距(NLOS)环境中的定位精度,仿真结果表明UKF滤波优化后的定位精度在直行路段提高了7.8%以上,在弯道路段中提高了10.6%以上,且随着NLOS误差的增大,定位效果明显提升;最后,在石煤机试验场进行单轨吊实车试验,结果表明:基于UKF滤波的双标签加权C-T融合定位算法使单轨吊静态定位精度小于20cm,动态定位精度小于30cm,整体定位精度达到分米级,稳定性和可靠性也得到提高,可满足单轨吊井下无人驾驶定位需求。研究分米级精度的单轨吊定位系统是矿井单轨吊实现智能化、无人化高效运输的重要保障。 展开更多
关键词 单轨吊 超宽带(UWB) 加权C-T融合算法 双标签 无迹卡尔曼滤波(UKF)
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锥体类截割头截齿座自动焊接技术 被引量:1
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作者 栾占军 高凡刚 关虎 《煤炭与化工》 CAS 2024年第6期88-93,共6页
在煤矿掘进机生产过程中,截割头截齿座这种结构布局紧凑、焊接空间小、坡口渐变的焊接件大都只能采用人工焊接的模式生产,产品质量不稳定且效率不高。针对这一情况,本文依托自动焊接技术的发展,以EBZ160掘进机为例,研发了一种锥体类截... 在煤矿掘进机生产过程中,截割头截齿座这种结构布局紧凑、焊接空间小、坡口渐变的焊接件大都只能采用人工焊接的模式生产,产品质量不稳定且效率不高。针对这一情况,本文依托自动焊接技术的发展,以EBZ160掘进机为例,研发了一种锥体类截割头截齿座自动焊接技术。通过制作旋转变位焊接工装、组对定位工装、焊接参数突变和渐变、拐角增设圆弧、建立参数偏移量选择性子程序等多方面技术手段,实现了截割头截齿座自动焊接。经过工业性试验,验证了自动焊接的截割头截齿座焊缝强度牢固可靠,使用寿命达标,提高了煤矿掘进机的生产效率。 展开更多
关键词 煤矿掘进机 截割头 自动化 焊接技术
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单发洗扫车主摩擦片离合器烧结故障分析与排除
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作者 徐超超 《专用汽车》 2024年第4期57-60,共4页
主摩擦片离合器为连接底盘发动机与上装之间的传动件,是单发洗扫车传动的关键件,在使用过程中主离合器故障主要表现为主摩擦片离合器摩擦片烧结和主摩擦片离合器无法啮合,其中主摩擦片烧结故障占主摩擦片离合器故障总数的90%以上。针对... 主摩擦片离合器为连接底盘发动机与上装之间的传动件,是单发洗扫车传动的关键件,在使用过程中主离合器故障主要表现为主摩擦片离合器摩擦片烧结和主摩擦片离合器无法啮合,其中主摩擦片烧结故障占主摩擦片离合器故障总数的90%以上。针对主摩擦片离合器烧结故障率高的问题,重点分析了主摩擦片烧结原因,并提出通过延长离合器啮合时间、规范用户操作、提高输出轴花键精度、增加保护罩壳等改进措施,有效解决了主摩擦片烧结故障率高的问题,进一步提高了整车的可靠性。 展开更多
关键词 单发洗扫车 主摩擦片离合器 摩擦片烧结 可靠性
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