基于支架结构运动学的放煤机构精准控制研究

工矿自动化
网络首发时间：2024-10-09 17:11:43

作者

王祖洸王伸李东印李化敏
单位

河南理工大学能源科学与工程学院河南理工大学医学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南理工大学地质资源与地质工程博士后流动站东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室
摘要

放煤机构的精准控制是实现智能化、无人化放顶煤开采的重要基础，放煤机构与后部刮板输送机的空间关系及支架姿态对空间关系的影响规律，是构建放煤支架控制模型的关键。以ZF17000/27.5/42型低位放顶煤支架为研究对象，阐述了支架顶板和底板不同俯仰姿态下放煤机构与后部刮板输送机的空间关系；基于液压支架放煤机构开口度控制逻辑，搭建了支架姿态感知系统，提出了液压支架放煤机构末端运动学分析方法；建立了基于D-H矩阵的低位放顶煤液压支架放煤机构末端运动学模型，并据此构建了液压支架放煤机构开口度计算模型，平均计算误差仅为1.71%，满足现场应用精度要求；提出了基于姿态反馈的支架放煤机构闭环控制方法，并将基于放煤机构开口度计算模型开发的放煤决策模型应用于现场。应用效果表明：自动放煤时各支架平均放煤时间的均方差仅为0.13 min，较人工放煤方式整体放煤效率提高20%～43.9%；顶煤采出率达89%，后部刮板输送机负载更加均衡，过载率仅为0.73%。
关键词

综放开采智能化放煤机构运动学分析放煤支架控制支架姿态感知开口度控制
文章目录

0 引言
1 液压支架姿态对放煤机构与刮板输送机空间关系的影响
1.1 低位放顶煤液压支架放煤机构特征
1.2 不同液压支架姿态下放煤机构与刮板输送机的空间关系
2 低位放顶煤液压支架放煤机构运动学分析
2.1 液压支架位姿描述
2.2 液压支架运动学模型建立
2.2.1 D-H模型构建方法
2.2.2 放顶煤液压支架坐标系建立
3 液压支架D-H参数含义及运动模型解算
4 放煤机构开口度计算模型精确度验证
5 液压支架放煤机构精准控制方法及应用效果
5.1 放煤机构精准控制方法
5.2 自动放煤控制应用效果
6 结论
引用格式

王祖洸,王伸,李东印,等.基于支架结构运动学的放煤机构精准控制研究[J/OL].工矿自动化,1-16[2024-10-10].https://doi.org/10.13272/j.issn.1671-251x.18212.