改进A*算法在喷浆机器人路径规划中的研究

针对经典A*算法在路径规划中存在搜索节点多、安全性低、路径转折角度大等问题,提出一种改进的A*算法。通过优化评价函数,减少搜索的时间、提高搜索效率;改变子节点的选择方式,避免喷浆机器人穿过障碍物的顶点、与障碍物之间的距离过近,提高其工作的安全性;通过贝塞尔曲线对路径进行平滑优化,降低了转折角度。在不同尺寸的栅格地图上进行多次仿真实验,仿真结果表明所提算法有效减少搜索时间,增加规划路径的安全性,降低转折角度,路径更加平滑,获得较优路径。

煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制

针对煤矿巷道喷浆机器人施工过程中存在的动作不连续、位置误差大、稳定性低等问题,提出了一种煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制方法。根据喷浆机器人静止时工作臂的运动范围和喷枪沿巷道走向的喷浆长度,将巷道划分为若干待喷截面,并规划机器人在每一截面间的移动轨迹和各截面上的工作臂运动轨迹,从而保证机器人在喷浆过程中动作连续。建立了喷浆机器人运动学模型,先采用三次多项式插值法对机器人移动轨迹进行规划,再通过模型预测控制算法对三次多项式插值生成的参考轨迹进行跟踪控制,实现机器人在巷道内精确、平稳移动。根据标准的D-H参数法建立了工作臂运动学模型,采用3-5-3分段多项式插值法对机器人在待喷截面的工作臂运动轨迹进行规划,使工作臂在喷浆过程中具有连续的加速度。仿真结果表明,喷浆机器人移动过程中最大位置误差为0.07 m,最大方向角误差仅为0.99 rad,移动速度整体稳定,且速度发生波动后能快速回到稳定状态,满足机器人移动准确、平稳的要求;工作臂运动过程中,喷浆轨迹、关节变量变化、关节速度和加速度曲线整体连续、平滑,满足喷浆动作连续、稳定的要求。

煤矿小型巷道喷浆机械手结构设计

针对煤矿小型巷道空间狭小、现有喷浆机械手外形偏大、人工手持喷浆劳动强度大等问题,设计了一套以螺旋摆动马达为主要驱动的喷浆机械手。该机械手采用平面三连杆机构搭配直线伸缩臂,能保证喷枪与受喷面的最佳距离和角度,从而有效降低喷浆回弹。基于煤矿喷浆工艺流程,设计了机械手的喷浆动作流程。运用三维软件构建了机械手的结构模型,对主要零部件进行了设计、计算和有限元分析;最后研制出样机并进行了工业性试验。试验结果表明,喷浆机械手刚性好、距离和角度控制精度高、动作灵活,能满足煤矿小型巷道喷浆要求。

基于Workbench的喷浆机器人机械臂固定座有限元分析与优化

为实现喷浆机器人机械臂固定座高可靠性与轻量化的设计要求,在理论计算的基础上,运用Creo软件对机械臂固定座进行三维建模,并通过Creo与Workbench的通用接口,将模型导入Workbench中对其进行静态特性分析和拓扑优化设计。通过对机械臂固定座优化前、后的静力学特性和重量进行对比分析,结果显示在满足可靠性的前提下,机械臂固定座总重量较优化前减轻了约30%。验证了拓扑优化的可行性,同时为机械臂固定座后续的设计和改进提供了参考。

喷浆机器人液压系统的节能化设计

喷浆机器人是煤矿井下巷道支护的主要机械化工具,其动力系统常采用液压系统。在智能化、节能减排的政策驱动下,以节能为目标,分析了液压系统节能的主要方法,并以现有的机型CPF-50LY为例分析了其设计中的节能因素,为井下设备液压系统的节能化设计提供参考。

华阳一矿掘进工作面喷浆机制浆降尘技术研究

为解决锚网喷工作面喷浆作业产尘量较大的问题,通过理论分析、实验研究、工业实践等方法进行喷浆机降尘技术研究,设计采用刮板输送机控制下料期间的粉尘,采用控尘罩控制制浆期间的粉尘,通过实验确定最佳抽吸参数;分析影响湿式除尘器除尘效率的因素,得到了过滤网孔径、喷雾气水比等最佳参数。将设计的喷浆机控尘系统在华阳一矿81214掘进工作面进行了工业应用,总体除尘效率在96%以上,应用效果良好。

D^(*)算法在喷浆机器人路径规划中的应用研究

路径规划是喷浆机器人自主行走过程中的重要环节,针对传统A^(*)算法在路径规划中的不足,研究采用实时性更强且可以躲避动态障碍的D^(*)算法。利用MATLAB建立栅格地图并进行仿真,结果表明:D^(*)算法路径规划的时间短、效率高,适用于喷浆机器人在陌生环境或有动态障碍的场景中规划路径。

高层建筑机械喷浆抹灰施工技术

机械喷浆抹灰是通过机械设备对墙面进行喷涂,使砂浆材料形成一层具有一定强度和耐久性的混凝土保护层,以提高建筑物的抗渗、防火、抗冻性能,改善室内的使用环境。高层建筑机械喷浆抹灰施工技术是对高层建筑主体结构、外装饰面层及装饰抹灰层进行一次性作业,达到装修装饰一体化的目的。该技术可缩短施工工期,提高工效,节约成本。可用于高层建筑主体结构施工中的模板支撑、楼板及外墙外保温、混凝土现浇剪力墙及框架结构墙体等部位的墙面修补和找平处理,可广泛应用于大面积建筑墙面、天棚及卫生间等部位的装饰抹灰。

巷道支护快速喷浆技术研究

该文在常规支护的基础上设计了锚杆、金属网、喷浆的联合支护方案,并重点阐述了快速喷浆技术的实现方法。首先,给出了锚杆、金属网、喷浆的联合支护方案的实现过程,并勾勒出联合支护方案的施工结构。其次,对锚杆的顶部长度、侧向长度、锚杆间距,分别给出了加固拱计算方法和悬吊计算方法。最后,给出了快速喷浆原料配比的三阶段设计过程,并选取快速喷浆设备,进而分析了快速喷浆过程的性能曲线。该文的研究成果为巷道安全作业提供了技术支撑。

喷浆机械手的发展

概述了喷浆工艺及喷浆机械手的基本结构 ,并对现有机械手进行了分类 。

智能化远距离喷浆技术在矿井施工的应用

通过分析“智能化远距离喷浆系统”特点和巷道喷浆支护工艺施工属性,以及动力传输、材料特性等因素,经过一系列调研论证,最终形成了涵盖喷浆材料、喷浆设备、输送管路、施工工艺等一体远距离智能化喷浆系统方案,在实际应用中产生了良好的封堵支护效果。

喷浆玉米皮替代玉米粉对山羊生长发育、采食和消化、屠宰性能、血清生化指标及肉品质的影响

本试验旨在研究喷浆玉米皮替代玉米粉对山羊生长发育、采食和消化、屠宰性能、血清生化指标及肉品质的影响。选用24只体况良好、体重相近的9月龄湘东黑山羊,随机分成2组,每组12只。玉米粉组饲喂基础饲粮,喷浆玉米皮组饲喂以喷浆玉米皮替代玉米粉的试验饲粮。预试期10 d,正试期80 d。结果表明:1)玉米粉组和喷浆玉米皮组之间山羊的体重、体高、体斜长、胸围、尻长和荐高的初始值和终末值均没有显著差异(P>0.05)。2)与玉米粉组相比,喷浆玉米皮组山羊的有机物、淀粉和总能的表观消化率显著降低(P<0.05),粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率显著提高(P<0.05)。3)与玉米粉组相比,喷浆玉米皮组山羊的血清白蛋白含量显著降低(P<0.05),血清尿素含量显著升高(P<0.05),其他血清生化指标无显著差异(P>0.05)。4)玉米粉组和喷浆玉米皮组之间山羊的眼肌面积、背膘厚和心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏重量及其指数均无显著差异(P>0.05)。5)玉米粉组和喷浆玉米皮组之间山羊的背最长肌、臀中肌和股外侧肌的肉色、pH_(45 min)、pH_(24 h)、剪切力、滴水损失、系水力和熟肉率均无显著差异(P>0.05)。由此可见,喷浆玉米皮替代玉米粉对山羊生长性能、屠宰性能和肉品质无不利影响,说明喷浆玉米皮可以作为饲料原料应用于山羊养殖。

多自由度自动喷浆机械臂运动分析及路径优化

喷浆支护具有支护强度高、支护成本低等特点,已广泛使用于煤矿井下巷道掘进与支护中。为实现巷道喷浆支护作业全自动化,解决喷浆质量差、生产效率低等问题,设计并实现一种灵活性高的多自由度冗余喷浆机械臂。基于D-H法建立多自由度喷浆机械臂运动学模型,通过正逆运动学分析得到了多自由度机械臂的空间位姿变换矩阵,为喷浆作业自动控制奠定了基础;以受喷面的均匀度为目标,采用环境网格法建立喷浆路径规划模型,对喷浆路径规划进行研究并统计受喷面覆盖程度,分析喷浆直径、喷浆横移距离等运动参数及运动形式对喷浆效果的影响;此外,搭建了多自由度喷浆机械臂控制系统并进行了运动控制试验,以验证自动喷浆机械臂的控制性能。研究结果表明建立的运动学模型可准确描述机械臂空间运动,在运动控制试验中获得的位姿参数θ1,θ2与θ3误差较大,其余误差较小,基本满足控制性能要求;重复喷浆区域集中于喷浆路径相交位置,未喷浆区域存在于喷浆区域的外围,可采用"喷帮"方式对未喷浆区域进行补喷;喷浆直径与喷浆横移距离共同影响着喷浆区域的均匀性,喷浆运动形式从l=D运动变化到l<D/2运动,未喷浆的区域占比越来越小,重复喷浆区域占比越来越大,当喷浆横移距离为喷浆直径的1/2时,喷浆效果较好。

喷浆角度对金属表面冲蚀的影响

利用自主研发的喷浆试验平台,对Q235板进行了30°、45°、60°和90°这4个喷浆角度下的石榴石磨料射流冲蚀试验,结合Tulsa模型研究了磨料浆流对金属表面的冲蚀情况,并用Fluent有限元软件模拟了喷浆过程。结果表明,随着喷浆角度的增大,冲蚀长度逐步递减,最长冲蚀长度约为最短冲蚀长度的2倍。不同喷浆角下材料受到的冲蚀程度明显不同,冲蚀率呈现先增后减的趋势,在45°和90°时冲蚀率峰值分别为0.0462和0.0280 kg·m^(-2)·s^(-1);冲蚀集中率与其在冲蚀区域内所对应位置基本呈线性关系。

喷浆玉米皮、玉米胚芽粕和玉米DDGS的工艺特点及营养价值特性

随着我国畜牧业的迅速发展,人畜争粮矛盾日益凸显,造成饲料资源供不应求。玉米作为最重要的大宗原料之一,含有丰富的营养成分,但近年气候变暖、地缘冲突、新冠疫情蔓延等因素导致我国玉米减产,大量依赖进口,因此应在畜牧业中高效利用玉米副产物等非常规饲料原料。玉米副产物如喷浆玉米皮、玉米胚芽粕、玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)等具有较高的营养价值,将其合理应用在畜禽饲料中不仅可以减少玉米原料浪费,丰富原料资源,而且能够降低饲料成本,提高养殖效益。文章就玉米副产物的加工工艺、营养特性以及在畜禽上的应用进行整理总结,以期为玉米副产物在畜禽养殖中的应用提供参考。

不同蛋白及喷浆玉米皮水平对斑点叉尾鮰生长性能、体色及肠道健康的影响

为精确斑点叉尾鮰蛋白需求量及其饲料中喷浆玉米皮的添加量,试验以初始体重(50.0±0.2)g的斑点叉尾鮰作为试验对象,在基础饲料上添加0%(对照组,CON组)、3%(CG3组)、6%(CG6组)和9%(CG9组)的喷浆玉米皮配制成蛋白含量依次为34%、35%、33%、32%的四种饲料,研究其对斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)生长、体色及肠道健康的影响,每组5个重复,每个重复50尾,试验持续8周。结果表明:各组间斑点叉尾鮰增重率无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,CG3、CG6、CG9组斑点叉尾鮰腹脂率显著降低(P <0.05),但CG3、CG6、CG9组斑点叉尾鮰背部肌肉b*值均显著提高(P <0.05);CON、CG3组斑点叉尾鮰肠道肌层厚度显著高于CG6、CG9组(P <0.05);各组间斑点叉尾鮰肠道优势菌门均为梭杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门,与对照组相比,CG9组使斑点叉尾鮰肠道梭杆菌门、厚壁菌门相对丰度下降,变形菌门相对丰度上升。综上所述,在本试验条件下,饲料中添加喷浆玉米皮低于9%(粗蛋白质水平32%)时不影响班点叉尾鮰生长性能,但长期使用喷浆玉米皮需评估其价值。

喷浆机器人转速编码器安装结构改进设计

针对喷浆机器人转速编码器在使用过程中由于地面杂物挤压、内部受潮以及机械振动等造成转速编码器损坏频繁的问题,提出对转速编码器的安装结构进行改进设计。新安装结构方案改进了转速编码器的安装位置和转速传递机构,从而提高了转速编码器稳定性和可靠性,保证了喷浆机器人行走信息采集的准确性,为煤矿智能化开采提供了保障。

机械喷浆抹灰技术在建筑工程施工中的应用

在当前建设项目施工过程中,机械喷浆抹灰技术作为一种机械化水平很高的基础施工技术被广泛使用,它能有效提升建设项目在抹灰层施工阶段的施工效率和施工质量,深受施工技术人员的好评。对机械喷浆抹灰技术的主要技术原理和设备结构展开研究,分析机械喷浆抹灰技术的应用优势,剖析其在应用过程中的技术要点和应用过程,为今后类似项目提供借鉴。

移动式空压机在远距离喷浆技术中的应用

小康矿于1990年11月15日建成投产,现核定产量260万t/年,因地质条件差、采面距离长,掘进工作面采用锚网喷的支护方式,为减少掘进工作面移设喷浆机的次数,减少运料距离,能够降低工人的劳动强度,提高喷浆工作的安全性,极大的改善井下作业环境,保障工人的职业健康,矿引进了PYC6Z型转子喷浆机,采用远距离喷浆技术进行井下喷浆作业。但在初期的试验时由于压缩空气的压力和流程不能满足喷浆机的使用要求,造成了喷浆机堵管。为了解决这一问题,在地面安设空压机,利用充填管路形成专用压风管路,经过调试,喷浆机运行状态良好,解决了喷浆机因风压不足造成堵管现象。

远距离喷浆机组高效喷浆工艺研究与应用

为解决煤矿巷道喷浆效率低、劳动强度大的问题,在华阳一矿试用远距离喷浆机组。该套设备性能稳定可靠、喷浆距离远、粉尘浓度较之前明显降低、回弹料少、拌料均匀、员工劳动强度低,基本达到试验效果,整体上优化了生产组织,提高了工作效率。