基于肌电实验的挖掘机驾驶员上肢肌肉疲劳分析

挖掘机作业需要驾驶员推动操纵杆来控制机械臂的运动,这种长时间的反复操作可能会增加肌肉的疲劳程度。为了分析和评估挖掘机驾驶员的上肢肌肉疲劳程度,采用表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)测试的方法,通过实验设计、数据采集、数据处理和分析等步骤,采集操作过程中驾驶员上肢肘关节角度实时变化数据,并进一步对比分析了上肢肘关节角度变化与肌肉疲劳程度的关系。结果表明,控制挖掘机大臂与铲斗运行的过程中,右臂肘关节活动范围集中在纵向87°~118°与横向17°~38.5°,其中右臂向右推动操纵杆时右三角肌疲劳最大,其他操纵状态中右斜方肌疲劳最大;控制挖掘机机身平台与小臂运行的过程,左臂肘关节活动范围集中在纵向87°~124°与横向12°~38.5°,左臂在推动操纵杆时左三角肌的疲劳始终大于其他肌肉。基于实测数据分析了挖掘机驾驶员操作过程中的肌肉疲劳程度,为优化挖掘机驾驶室人机布局提供了数据参考。

基于捷联惯性导航的矿用单轨吊机车定位算法

针对煤矿井下单轨吊机车常用定位方法存在定位精度低和定位成本高的问题,提出了一种基于捷联惯性导航的矿用单轨吊机车定位算法。采用九轴惯性测量单元(IMU)采集机车加速度数据,并对加速度数据进行限幅滤波和去零偏等预处理,解算并输出姿态角和加速度值;采用方向余弦矩阵法滤除加速度数据中所含的重力分量,消除该分量对数据的干扰;利用加速度变化率阈值法和零速修正法修正稳态误差,使稳态加速度和速度更接近真实值;采用Lagrange插值多项式测距法测量单轨吊机车的行驶距离,并利用测距结果定时修正法来补偿测距误差,根据机车的起点和行驶距离实现定位。实验结果表明,当车辆行程为30.8 m时,测距误差基本在0.65 m以内,可以达到高精度、低成本的定位要求。

矿用单轨吊机车定位系统开发

针对煤矿井下单轨吊机车常用定位技术存在定位精度低和成本高的问题,提出了一种基于捷联惯性导航和射频识别(RFID)技术的组合定位系统。采用惯性测量模块采集机车加速度和姿态角数据;基于RFID技术实现机车位置校正,从而消除累积误差;基于LabVIEW软件开发了上位机,在上位机中可实时观察到机车的速度、位置、航向等信息。实验结果表明,当机车行驶50 m时,其测距误差小于3 m,满足低成本、高精度的定位需求。

矿用柴电混合动力单轨吊机车的设计

结合柴油单轨吊和蓄电池单轨吊的优缺点,提出柴电混合动力单轨吊的设计方案。从防爆柴油机和防爆动力蓄电池组的混合动力单轨吊机车的传动构成、主回路及技术参数、双向DC/DC变换器、混动模式、混动功率匹配、制动回馈能量回收、技术创新点等方面,对该设计方案进行详细的论述。

物联网在矿用设备的应用

煤矿企业的类型属于典型的资产密集型企业,在煤矿企业的作业中具有种类繁多的机电设备,但是很多设备的工作状态都不是最佳,很多设备都处于老、旧、杂和带病进行运转的工作状态,这样的设备如果继续进行作业的话很容易埋下很大的安全隐患,再加上煤矿企业相应的安全设施和进行保护的装置不够完善,没有对管理制度进行建立健全等等,这些问题导致在煤矿作业中很容易发生十分严重的安全事故,给企业带来较大的经济损失。

井工煤矿轨道辅助运输系统分析及发展趋势刍议

对国内井工煤矿轨道辅助运输系统的现有状态进行介绍,通过对各种运输系统的应用条件、性能及优缺点等进行分析和对比,提出井工煤矿轨道辅助运输发展方向。

煤矿辅助运输之人员运输新型模式刍论

通过分析国内煤矿企业现有的人员运输问题,提出了一种新型的人员运输模式,并对新型单人自主运输模式进行了分析与探讨。

关于矿用单轨吊机车双回油路制动系统的研究

随着国内煤矿单轨吊轨道辅助运输系统的大范围应用,国家安全生产监督管理总局在2016年施行的《煤矿安全规程》中,对单轨吊机车也做了一定的要求。主要针对第三百九十条规定中的第(六)点“柴油机和蓄电池单轨吊车,必须具备2路以上相对独立回油的制动系统”,进行油路分析和试验,并提出合理的油路设计。

基于JACK仿真的电动单轨吊司机室人机工程分析

为提高电动单轨吊在井下运行时的操作舒适性,通过人机仿真软件建立符合中国驾驶员身体数据的人机虚拟仿真模型,结合可控性、可视性和工作姿势舒适性探讨电动单轨吊司机室设计缺陷。结果证明:电动单轨吊能够较好地符合第5百分位和50百分位的人体需求,但由于其整体尺寸受到井下巷道的限制,对95百分位人群使用和操作中略有不便。通过计算机虚拟仿真等技术,可为井下特殊工况下电动单轨吊人性化设计提出优化策略。

挖掘机意象仿生设计方案分析及实验研究

针对以挖掘机为代表的工程机械产品造型设计需求,结合意象仿生、语义差异法和眼动追踪实验,提出了具有借鉴价值的造型设计流程体系。以挖掘机为研究对象,合理选用意象仿生对象,研究分析其生物特征和造型特点,建立生物仿生特征和挖掘机造型特征的映射关系,借助多重排列组合方式形成不同的设计方案,并运用眼动追踪实验采集数据评价造型。结果表明,眼动追踪实验结果与意象仿生设计方案基本保持一致。所提出的设计流程在一定程度上为挖掘机的造型设计提供了新的思路。

单轨吊车用螺纹式球面拉杆的设计应用

设计螺纹式单轨吊用球面拉杆,合理应用材料与热处理方式,满足单轨吊拉力要求的拉杆,解决了以往拉杆变形、断裂、加工困难等缺陷,并优化连接方式与热处理方式,降低成本。拉杆与单轨吊车部件连接采用球面副,满足单轨吊车垂直与水平转弯的自由度要求。实际使用证明,本设计减少了故障点与维修点,装配方便、运行可靠,可以替代原结构拉杆。

片簧在单轨吊起吊梁棘轮减速机中的应用

单轨起吊梁作为配套单轨吊辅助运输的主要起吊设备,起吊减速机采用棘轮、棘爪反向锁止结构,防止重物自落。由于重物下落速度大于棘爪自重下落速度,造成棘轮旋转速度大于棘爪下落速度,导致小范围自落,存在安全隐患。在棘爪处设计应用片簧,通过弹力保证棘爪的回弹速度,解决自落问题。

单轨轨道桥式悬吊机构安全改进

从设备结构和使用过程方面介绍煤矿井下单轨轨道悬挂的常规方式和存在的安全隐患,根据安全风险和使用需求对悬吊机构进行改进,并分析改进后新型悬吊机构的优点和悬挂方式,进一步提高单轨吊设备的通过性,降低安全风险。

基于精细积分法的起重机司机各部位振动舒适性分析

针对人体各部位疲劳损伤问题,提出基于精细积分法的人体各部位动力学响应与分析方法。以人体生物力学为基础,根据拉格朗日方程,构建七自由度人体与起重机-轨道相耦合的系统动力学模型,结合起重机优化参数,通过精细积分法求解人体各部位振动响应。将计算结果与现有人体各部位疲劳损伤标准进行对比,分析人体各部位损伤情况及振动舒适性。结果表明,人体各部位疲劳程度随轨道缺陷增加而急剧增加;在起重机设计时选取合适的座椅参数时可以提高头部振动舒适性,降低人体头部不适和其他部位的损伤概率。

一种减速卷筒水文绞车设计

介绍了一种减速卷筒水文绞车。该绞车卷筒内部空间为电机驱动的变形摆线针轮减速机构,外部设有手动驱动的齿轮减速机构,通过离合器实现两传动机构之间的切换。分析了绞车牵引力与包角和当量摩擦系数的关系,并给出了增大牵引力的实用措施。比较了不同电机驱动的特点,介绍了绞车的起点距测量功能及采取的安全措施。

新型单轨自移设备列车移动方式的设计及应用

设计了一种采用新型结构形式来移动的悬挂式矿用设备列车自移系统,重点介绍了设备的结构、工作原理和新的驱动前进方式。

单轨吊电控箱快开门装置改进

为了满足用户需要,对旧式单轨吊电控箱的快开门结构进行了分析,找到了旧式快开门结构的不足之处,重新设计了一款新式快开门结构,配套相应的限位装置,并对此进行了验证。

从马克思主义合作经济理论解读分享经济探讨

从宏观角度进行分析,现阶段社会主义市场经济在逐步向前发展,但是全球经济一体化也给社会主义市场经济的发展带来了非常多的机遇与挑战,全球经济一体化要求的是人才的发展速度越来越快,只有获取更多的人才,并且提高经济的发展速度,改变原有的经济发展方向,适应全新的经济发展阶段度过转型期,才能提高我国现阶段经济体系的建设质量,实现新的理念应用。本文简要分析了从马克思主义合作经济理论解读分享经济。

基于CAN总线的单轨吊电控箱设计及实现

针对原单轨吊控制箱存在的问题,设计了一种基于CAN总线控制技术的单轨吊电控箱,此设备按隔爆兼本质安全型规定重新设计。重点介绍了电控箱的防爆结构、技术参数、控制技术及主要特点。该电控箱已通过防爆试验,并在实际生产运行中验证了设计的可靠性。

基于表面肌电信号的单轨吊驾驶员肌肉疲劳分析

单轨吊车作为一种煤矿井下运输机车,其工作环境会引发井下操作人员工作的舒适性等问题。为分析单轨吊驾驶员主要肌肉的疲劳状况,对易疲劳的16块肌肉进行肌电测试研究,并提取信号的积分肌电值(iEMG)和均方根值(RMS),结合时域分析和多元非线性回归分析方法,以iEMG和RMS为自变量,疲劳度为因变量分析肌肉疲劳特性。结果表明:驾驶员在上车和下车过程中的肌肉疲劳度远大于机车行走时的肌肉疲劳度;在机车操作过程中,由于驾驶员需要一直用右脚踩踏加速踏板来控制机车行走,使驾驶员右侧下肢肌肉中的股直肌、股二头肌、腓肠肌和比目鱼肌产生疲劳,且腓肠肌的疲劳度最大;为避免驾驶员出现一侧肌肉过度疲劳的情况,应该将驾驶室操作元件布置在两侧,减少一侧肌肉的使用率,降低驾驶员操作疲劳度,提高驾驶舒适度。