智能锚注一体台车钻臂运动学研究

为实现在作业过程中的钻臂自动定位,对智能锚注一体台车钻臂运动学进行研究。以钻臂机械结构为依据,运用D-H方法建立了8自由度钻臂的运动学方程。基于蒙特卡洛法分析钻臂的可达工作空间,在MATLAB中仿真出钻臂的工作空间云图和投影图。根据钻臂的结构特点和关节运动范围提出了一种钻臂运动学逆解算法。针对大断面隧道锚杆作业过程,在台车理想状态和倾斜状态下对钻臂运动学逆解算法进行验证。结果表明:(1)智能锚注一体台车钻臂可达工作空间可以满足大部分隧道施工使用需求;(2)钻臂逆运动学算法计算效率高,在台车理想状态和倾斜状态下均表现良好。

水润滑扇形瓦推力轴承润滑性能的边界元分析

用边界元法分析水润滑扇形瓦推力轴承的润滑性能,将雷诺方程转化为类似泊松方程的形式,采用边界元法求解该方程,研制了一套C++计算程序,得到多组轴瓦参数下的水膜厚度、压力分布和相关润滑性能,可以显著降低代数方程组的阶数,从而减少计算所需时间,并可提高计算精度。研究表明瓦块张角和瓦块倾角对最小水膜厚度、最大水膜压力、摩擦功耗、压力中心位置和进水口流量有不同程度的影响,该研究将有助于合理的设计水润滑扇形瓦推力轴承的轴瓦参数。

钻爆法隧道智能建造体系及关键技术研究

为更好地适应钻爆法隧道建造与时代发展需要,解决制约钻爆法隧道施工技术水平发展存在的“四多”“四难”问题,提出一种基于工序的钻爆法隧道智能建造体系,阐述该体系所蕴含的感知、评价、决策、执行、反馈的动态循环管控思想,构建以单工序智能、多工序智能、全工序智能的钻爆法隧道智能建造整体解决方案。在此基础上,首先,系统性地研究隧道数据通信传输技术、隧道环境感知技术、隧道施工装备控制技术、隧道智能化管控技术4个方面的关键核心技术,为构建钻爆法隧道智能建造体系提供重要的技术支撑。然后,探讨以智能型凿岩台车、智能型锚杆台车、智能型湿喷台车等为代表的智能型施工装备及相关智能化功能。最后,对钻爆法隧道智能建造发展应用前景和实施路线进行展望,以推动我国隧道工程向安全、高效、经济、绿色与可持续的目标发展。

基于CAN总线的两臂凿岩台车电控系统设计

设计了一种基于CAN总线的两臂凿岩台车电控系统,通过CAN总线,实现控制器与智能按键面板、显示仪表之间的数据传输与交互通信,通过控制器内部程序进行数值运算、逻辑处理,来控制相应的电气负载。该电控系统电气布局简洁、接线工艺简单,自动化水平较高、操作方便,工作性能稳定,保证了凿岩台车能够安全可靠地进行隧道施工作业。