基于改进A^(*)算法的无轨胶轮车井下路径规划

随着煤矿井下无轨胶轮车的广泛应用,运输中的路径规划问题,如最短时间问题、最短路径问题等,成为制约无轨胶轮车使用成本的关键问题。通过欧几里得距离函数改进A^(*)算法的权重系数,通过评估优化搜索方向减少搜索邻域,基于贝塞尔函数缩短了搜索路径曲线。实验表明,改进A^(*)算法搜索时间比传统Dijkstra算法缩短81.2%左右,比传统A^(*)算法缩短62%以上;搜索节点数比传统Dijkstra算法减少78.9%左右,比传统A^(*)算法减少66.6%以上;路径长度比传统Dijkstra算法和传统A^(*)算法减少4%以上。改进A^(*)算法缩短了搜索时间、缩短了搜索路径、提高了井下胶轮车的路径规划效率,降低了胶轮车使用成本。

煤矿无轨胶轮车用防爆换热装置设计

以防爆柴油机作为动力源的无轨胶轮车经常遇到低温或者高温的现象,造成设备启动困难、磨损加大、功耗增加等问题。通过对无轨胶轮车动力传动系统热源的分析研究,分析计算不同子系统工作状态对温度的要求,设计出一种基于传动油、冷却液、防爆柴油机尾气三者之间热能切换的换热装置。在换热装置内,3种介质由温度差形成热对流、热传导,调节3种介质参与度,实现不同系统对热能的需求,解决无轨胶轮车因低温或高温引发的多种问题。该换热装置可以提高装备的功能性、经济性、可靠性,具有现实的工程应用价值。

防爆柴油机机油保护液压启动系统设计

防爆柴油机是煤矿辅助运输装备的主要动力源之一,安全保护与启动系统是防爆柴油机必备系统,小型辅助运输装备的高度集成化给防爆柴油机提出了新要求。通过对无轨胶轮车防爆柴油机保护及启动系统进行研究,设计了一种基于机油保护、液压马达启动的防爆柴油机机油保护液压启动系统。通过采用机油保护液压启动,综合运用装备本身自带资源,实现防爆柴油机的正常启动与保护,满足小型低矮紧凑装备在性能及空间布置的需求,提高装备的功能性、经济性、可靠性,提升装备的应用价值。

基于UWB技术的煤矿无轨胶轮车定位系统设计及应用

煤矿无轨胶轮车精确定位是实现车辆调度的重要基础。基于UWB超宽带定位技术设计了无轨胶轮车定位系统,并将其应用到工程实践中。首先对UWB超宽带定位技术进行概述,介绍了定位的基本原理。对定位系统整体方案及系统主要功能进行设计,系统整体分为井上和井下两大部分,上下部分之间基于光纤环网进行数据传输。对车载终端和读卡器的硬件选型进行设计,以上2个装置使用的控制器均为STM32F407芯片。对定位系统的初始化程序,软件程序主要流程,定位服务程序进行了分析。通过工程应用发现系统具有很高的定位精度,应用系统后煤矿无轨胶轮车工作效率大幅度提升,在应用的1 a时间内没有出现安全事故。

矿用防爆无轨胶轮车用AMT技术探讨

介绍了矿用防爆无轨胶轮车用变速箱的使用现状及需求,结合工程机械常用的自动变速箱系统的特点,对其性能进行比较。根据比较结果,着重分析了机械式自动变速箱(AMT)的优缺点和国内外发展现状。根据防爆无轨胶轮车的发展趋势和煤炭市场的使用需求,综合论述了AMT在矿用防爆无轨胶轮车上推广使用的可行性及重要意义;并分析了AMT在矿用防爆无轨胶轮车上的应用前景及市场需求。

无轨胶轮车在煤矿井下辅助运输中的应用分析

为提高煤矿井下辅助运输效率,以更好地适应现代化矿井建设需要,结合山西一煤矿现场条件提出构建无轨胶轮车辅助运输系统。对无轨胶轮车结构进行分析,依据矿井情况提出无轨胶轮车辅助运输实施方案并分析现场应用效果。结果表明,采用无轨胶轮车辅助运输系统后,矿井整个辅助运输环节效率、安全性均得以显著提升,为井下机电设备、材料及人员运输等创造良好条件。

WCJ12E矿用无轨胶轮车车架在碎石路面工况下的模态分析

为探究矿用无轨胶轮车在碎石路面工况下的实际运行情况,以典型的WCJ12E型铰接式矿用无轨胶轮车车架为研究对象,在建立其有限元分析模型后,对该车架在碎石路面工况下的自由模态和约束模态基本数据进行计算。而后在此基础上,将路面激励频率与车辆自身运行频率与车架固有频率进行对比,判断胶轮车是否可能存在共振现象,并根据判断结果简要提出了后续的车架结构优化措施,以供参考。

无轨胶轮车视频辅助监测系统的设计及调试

为及时掌握无轨胶轮车现场运行情况,提升车辆调度效率,设计基于视频辅助的无轨胶轮车监测系统,将视频辅助监控系统融入原有系统,并通过Wi Fi和有线工业以太网相结合的方式,将视频图像传输到调度中心,并对视频采集系统、数据传输网络及辅助识别软件进行设计。经调试验证,该监测系统能实时掌握胶轮车的运行工况,达到预期效果。

无轨胶轮车关键尺寸的设计及车架的有限元分析

为进一步提升无轨胶轮车在煤矿综采工作面巷道的生产效率和安全性,结合实践生产提出了无轨胶轮车的设计目标与相关要求,重点设计其通过性参数。基于相关参数,采用ANSYS软件对车架进行有限元仿真分析,重点验证了与其配套车架在转弯工况下的最大应力和应变,验证了通过性参数与车架的匹配性。

矿井无人驾驶环境感知技术研究现状及展望

矿井辅助运输系统是煤矿企业运输人员和重要物料、装备的必备系统,实现矿井无人驾驶是提高运输效率、保障运输安全的必然要求,也是落实国家煤矿智能化建设部署的必由之路。矿井无人驾驶依赖于准确实时的环境感知,即利用激光雷达、毫米波雷达等车载感知器件和车联网支持下的协同感知,实现车辆局部甚至矿井全局的精确详尽感知。对矿井无人驾驶环境感知技术的研究现状进行了系统梳理,指出巷道特殊环境使得矿井车载感知设备的性能都将出现不同程度的下降,并对各种车载感知设备的优劣进行了总结归纳;详细阐述了矿井无人驾驶环境感知的关键技术,包括基于可见光图像或激光点云的单传感器障碍物识别方法,多传感器融合感知的分类及可见光图像+激光点云、可见光图像+毫米波点云、可见光图像+激光点云+毫米波点云、4D毫米波雷达+其他感知器件等多传感器融合方式,智能网联协同感知的实现方式、数据处理方法及其对无人驾驶的促进作用,井下巷道交通标志检测与识别方法,井下无轨胶轮车和有轨机车的巷道可行驶区域分割方法等;对矿井无人驾驶环境感知技术的发展方向进行了展望,建议提高矿井多传感器融合性能、研究矿井自适应感知算法并突破矿井智能网联协同感知技术。

无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的应用研究

在煤矿实际开采的过程中,辅助运输起着非常重要的作用,将无轨胶轮车应用在煤矿辅助运输中,不仅可以提高运输效率,还可以降低安全风险系数,相较于传统的运输方式,无轨胶轮车运输具有很明显的优势。主要介绍了无轨胶轮车在煤矿辅助运输中应用的重要作用和优点,阐述了无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的适用条件及在材料、设备、人员方面运输的应用要点。

营盘壕煤矿无轨胶轮车智能调度系统的设计研究

营盘壕煤矿采用无轨胶轮车辅助运输方式有效提高辅助运输效率,无轨胶轮车辆运输存在高能耗、车辆有效作业时间短、尾气排放多、闲置车辆多等问题。对无轨胶轮车运输与调度控制系统进行整合基础上,设计智能调度系统进行实践应用,结果表明:车辆调配合理、运行有序,运输效率提高51.5%,无一起无轨胶轮车追尾、碰撞等事故发生。

煤矿井下无轨胶轮车巷道感知技术实验研究

为实现煤矿井下无轨胶轮车的巷道成像以及信号灯识别技术,提出了一种基于激光雷达与毫米波雷达融合成像技术,以郭家湾煤矿辅运巷道为背景,将传感器布置于德塔WLR-5BA型无轨胶轮车上,并考虑到巷道路面的恶劣情况,采用地面坡度阈值法对地面进行局部分割,提高传感器检测精度,最后进行了煤矿井下的工业性实验。实验结果表明:该传感器布置方案有效识别了红绿信号灯,较好地成像出煤矿巷道及其岔路口和工人乘车站的实际情况,为煤矿智能化发展提供了技术支撑。

立井用铰接式防爆无轨运输车关键技术研究

为解决立井煤矿人员、物料及设备无轨化运输难题,针对立井罐笼空间受限和井下多样化运输需求,以及井下通风差、巷道坡度大等特殊工况,提出采用平台化研发模式,首先开发一种铰接式清洁动力传动平台,并基于平台拓展研发系列无轨胶轮车的技术方案。阐述了整车总体设计、主参数确定、平台开发、驾驶单元多模式设计、工作装置拓展设计及清洁排放和安全保障等关键技术。应用以上关键技术的无轨胶轮车在晋能集团王村煤矿和山西三元煤业完成了使用验证,试验表明整车技术性能完全满足生产现场需求,且产品功能覆盖全,通用性强。上述关键技术、设计思路及方法的研究,可解决无轨车辆直接进出立井罐笼、运输需求多样及井下清洁与安全保障等难题,加快无轨化运输在立井煤矿的推广应用。

无轨胶轮车车架的优化设计

利用仿真模拟软件对无轨胶轮车车架模型进行绘制,同时分析胶轮车在弯路以及颠簸路面两种运行路况下的受力情况。结果表明,在颠簸路面下车架最大变形量达到9.762 mm,最大应力达到219.5 MPa。通过将车架后侧纵梁增厚8 mm进行车架结构优化后再次进行模拟发现,最大变形量及应力值均显著降低,优化方案效果明显,值得实际推广应用。

矿井辅助运输系统改造专项设计研究

针对东古城煤业存在的辅助运输系统老旧、运力小、效率低的问题,根据井下开采的实际情况,进行了无极绳牵引运输方式和无轨胶轮车辅助运输方式的比选分析,确定了东古城煤业井下辅助运输系统采用无轨胶轮车辅助运输方式的设计方案。该方案的设计减少了转运环节、降低了员工作业强度、提升了运输效率、降低了运输成本,为工作面快速安装、搬运创造了优越的条件。

井下混合动力无轨胶轮车驱动系统模糊逻辑控制策略研究

目前,煤矿井下无轨胶轮车以防爆柴油机或蓄电池作为动力来源,存在着诸多技术不足和现实问题,例如,防爆柴油机驱动系统尾气污染严重、油耗高、工作效率低,防爆蓄电池驱动系统动力不足、续航能力较差等。混合动力是一种在乘用车领域已发展较为成熟的环保节能驱动技术,若能将其应用于井下无轨胶轮车,将能较好地解决这些问题。但是,目前对矿用车辆混合动力技术的研究整体尚处于起步阶段,尤其缺乏对井下混合动力驱动系统控制策略方面的专门研究。本文以无轨胶轮车混合动力驱动系统为研究对象,在充分考虑行驶工况、动力源工作特性和使用环境等因素的基础上,设计了一种适用于井下混合动力无轨胶轮车驱动系统的模糊逻辑控制策略;基于课题组前期已建立的井下无轨胶轮车CYC_JX循环工况,利用经过二次开发的ADVISOR软件构建Simulink仿真模块,对本文设计的模糊逻辑控制策略和目前广泛使用的电辅助控制策略进行了仿真与对比分析;进一步,基于LabVIEW软件设计测控系统,利用井下混合动力无轨胶轮车试验平台开展台架试验,对仿真结果进行了验证。结果表明,与电辅助控制策略相比,模糊逻辑控制策略下的防爆柴油机和电动机的大部分工作点效率较高,整车百公里燃油消耗降低了11.18%,尾气排放中HC含量值降低了20.83%,CO含量值降低了1.82%;仿真与试验结果的输出车速、防爆柴油机和电动机实际输出转矩、蓄电池SOC变化趋势相同,燃油经济性和尾气排放值的变化均处于理想范围内,验证了所设计控制策略的合理性;基于模糊逻辑控制策略的混合动力无轨胶轮车驱动系统能较好地依据工况信息、驾驶意图协调防爆柴油机和电动机之间的能量流动,其燃油经济性、动力性和尾气排放特性均优于电辅助控制策略。但是,本文设计的模糊逻辑控制策略还缺少对电动机工作效率的综合考虑,未来可以将其作为一个约束目标,进一步对模糊逻辑控制策略进行优化。

矿用无轨胶轮车大坡度巷道运行安全分析

对矿用无轨胶轮车在大坡度井巷稳定运行工况条件进行分析,提出了无轨胶轮车适应大坡度巷道安全运行的基本必要条件,阐述了车辆为满足坡道运行要求,在整车载荷均衡、牵引力均衡分配、车辆制动系统和各系统散热等方面应具备的性能要求,介绍了矿井在大坡度井巷应用无轨车辆应采取的安全运行措施。

智能柔性无轨胶轮车失速拦截装置仿真与试验分析

针对煤矿斜巷无轨胶轮车失速现象,提出了一种智能柔性无轨胶轮车失速拦截装置,可以实时监测车辆和失速拦截装置运行状态。当失速车辆碰撞在柔性阻拦装置上,缓冲吸能装置吸收车辆行驶过程中产生的动能,对失控车辆进行柔性制动,实现车辆的成功拦截。通过有限元仿真技术研究了智能无轨胶轮车失速拦截装置的阻车效果,以及拦车网材料对阻车效果的影响,并通过实车碰撞试验对该装置的智能柔性阻车效果进行了验证。结果表明,智能柔性无轨胶轮车失速拦截装置能将失速车辆拦截减速至平稳停车,车辆碰撞后能保持正常的行驶方向,不翻车,响应迅速,可实现智能柔性阻车。该成果对井下行车安全防护设施的合理设计及运输安全管理具有现实的参考意义。

无轨胶轮车调度系统设计研究

针对传统的无轨胶轮车监控系统技术落后,已无法满足实际生产需求的问题,设计了无轨胶轮车调度系统。通过对无轨胶轮车调度系统整体结构设计、井上主站功能与结构设计、井下分站功能与结构设计,以及主要设备的设计选型,完成了无轨胶轮车调度系统的设计研究。通过系统实测后发现,无轨胶轮车运输效率提升50%,使用一年内未发生相关安全事故,符合无轨胶轮车调度系统的设计要求。