基于船舶清仓机器人系统的路径规划研究

船舶散装货物卸货往往伴随着货物的积累和散落,导致影响清仓进度。目前的人工清理方式违背了港口行业自动化的发展趋势,不利于提高港口的整体经济效益。论文提出了一种自动清除方案,并对该方案的内部连接进行了梳理。该方案的应用可以使清关工作摆脱人工操作,缩短清关时间,提高散货卸货效率。论文首先提出了方案的总体设计,然后构建并介绍了方案的三个部分,包括清仓系统、感知与监控系统、清仓机器人。并采用生物激励神经网络模型,为清仓机器人设计全覆盖路径规划方法。

水泥库清理技术及清仓机器人研究

水泥库的清理是水泥厂的难题,传统的人工清理不仅不利于员工的身体健康,更是存在人员伤亡的风险,而现阶段市场上使用的清库机对于水泥库库壁的清理效果明显,但是无法处理库底堵料和库底物料外排,仍需要人员进入水泥库内进行清理,健康和安全风险依然存在。本文介绍的清仓机器人通过多种属具和特殊的结构设计能够对水泥库库壁和库底进行清理,无须人员入库,解决了安全性问题。

井下煤仓清仓机器人机械臂的设计与分析

作为井下煤仓清仓机器人,其主要的功能是清扫煤仓,所以直接执行清仓功能的机械臂就成为了一个十分重要机构。煤铲作为触击仓内壁,需要上下力的作用,包括阻力与动力。文章通过建立井下煤仓清仓机器人机械臂的三维模型,采用动力和静力两个方面的分析来说明井下煤仓清仓机器人机械臂的设计原理和动力机制。

基于ANSYS的煤仓清仓机器人工作装置的有限元分析

对煤仓清仓机器人的工作装置有限元模型进行了静力学分析,运用三维绘图软件UG建立了工作装置的CAD模型,并通过工程分析软件ANSYS10.0进行了网格划分和静态强度分析,获得了工作装置在不同的工作情况下的变形量和强度载荷,校核工作装置强度是否满足要求。

井下防淤积清仓机器人行走机构纠偏控制研究

煤矿井下水仓环境淤泥沉积,清仓机器人清淤时易偏离行走路线,为此,提出煤矿井下水仓防淤积清仓机器人行走机构纠偏控制方法。分析清淤机器人的组成结构,构建机器人运动学模型;利用防爆相机和激光指向仪组成位姿测量系统,采集机器人实时位姿信息;计算位姿误差,设置运动学控制规律,确定PID控制函数,通过设计的PID控制器实现行走机构纠偏控制。实验结果表明,所提方法能够较为准确地采集机器人的行走位姿信息,确保机器人在设定路线下行驶,避免撞击障碍物,提高工作效率。

基于扩展卡尔曼滤波的清仓机器人位姿识别方法

煤矿水仓巷道光照强度不均匀且结构化特征明显,传统基于视觉的机器人位姿识别方法识别不准确,而单一的机器人定位技术如自适应蒙特卡洛(AMCL)方法随着清仓机器人的长时间运行,输出的位姿信息存在较大累计误差,易出现煤泥清理不干净、与两侧巷道发生碰撞的情况。针对上述问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的多传感器融合清仓机器人位姿识别方法。首先搭建多传感器融合算法框架,建立里程计、惯性测量装置、激光雷达数据采集模型;其次基于扩展卡尔曼滤波原理,以惯性测量装置角度信息建立观测方程,结合里程计位姿信息,得到第1次融合的清仓机器人位姿矩阵,利用激光雷达的位置信息与之前的位姿矩阵进行迭代,得到第2次融合的清仓机器人位姿矩阵;最后采用互补滤波算法对融合后的清仓机器人位姿矩阵进行处理,输出最终的清仓机器人位姿矩阵。实验结果表明:在直线位姿识别中2次的最大位置误差为0.04 m,最大姿态角误差为0.05 rad;在模拟巷道实验中的最大位置误差为0.1 m,最大姿态角误差为0.085 rad;与AMCL方法相比,基于扩展卡尔曼滤波的清仓机器人位姿识别方法在减少清仓机器人运行过程中的累计误差方面表现出显著的有效性。

井下煤仓新型清仓技术

煤仓作为长期存储原煤的存储装置,不断有原煤从上部流入并从底部流出,是井下煤炭运输的重要环节.煤仓使用一段时间后,壁面便粘结一定量的原煤形成粘结物,一般采用人工进行清理,为避免出现仓壁塌方等事故和各种有害气体毒害入仓施工人员,提出了用清仓机器人代替人工入仓清仓新技术.清仓机器人靠液压驱动,采用PLC进行控制,有旋转、伸缩和铲煤3个自由度,将它下放到位和稳定支撑后便可以开始工作;施工人员通过监视器来决定下放和自动/手动的清仓操作.清仓机器人改变了传统的清仓方法,不用清仓人员进入煤仓施工,实现了清仓机械化,减少了施工时间、施工人员和劳动强度,增加了清仓施工的安全性.

煤仓清理及防堵技术研究与实施

地面煤仓堵塞严重,清理难度大,防堵效果差,煤仓无法使用影响生产,而煤炭在地面露天存放,与当前环保形势相悖,同时增加了洗煤成本。针对该问题,通过分析煤仓堵仓原因及主要形式,在借鉴传统的空气炮、振动给煤机、高压水射流疏通及机器人清仓技术的基础上,经多次论证及现场试验,提出了钻机配备高压水射流钻杆进行清堵的安全、高效、实用的清仓新技术。采取建设专用钻机系统、高压水射流系统、清仓机器人系统相结合的方式,建立了煤仓安全智能清仓防堵系统。高压水射流专用钻杆能够对检测到的堵仓位置进行精确检测,并根据检测结果开启高压水泵,对堵塞位置的四周进行高压水扫射,能够对煤仓的堵塞进行疏通,对于仓壁黏着的部分物料,通过自行设计的清仓机器人携带的高压水射流系统,能够对煤仓各部位进行彻底清理。同时该系统可以实现对煤仓堵仓情况进行监控监测,并对其采集的数据进行处理,控制高压水射流机进行相应处理,并利用各监测模块间的实时联动,实现自动报警与现场措施的智能联动,为煤仓的安全运行提供可靠保障。