我国煤矿井下复杂地质条件下钻探技术与装备进展 被引量：66

1

作者 姚宁平 王毅 +4 位作者 姚亚峰 宋海涛 王力 彭涛 孙新胜 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-7,共7页

针对我国煤矿井下碎软煤层、坚硬岩层、冲击地压地层、破碎带、水敏性地层等复杂地质条件下钻探技术需求和存在的问题,总结了碎软煤层本煤层钻进与筛管护孔、碎软煤层梳状钻孔定向钻进、复杂顶板高位钻孔定向钻进、全断面硬岩穿层钻进... 针对我国煤矿井下碎软煤层、坚硬岩层、冲击地压地层、破碎带、水敏性地层等复杂地质条件下钻探技术需求和存在的问题,总结了碎软煤层本煤层钻进与筛管护孔、碎软煤层梳状钻孔定向钻进、复杂顶板高位钻孔定向钻进、全断面硬岩穿层钻进、冲击地压卸压钻进等技术与装备方面的研究和应用情况。提出了碎软煤层双管护孔定向钻进及碎软煤层旋转定向钻进技术与装备的研究思路,有助于提升碎软煤层钻进的钻孔深度、护孔筛管直径和钻进效率等,而碎软煤层定向钻进技术与配套装备的完善也将促进碎软煤层瓦斯抽采模式的变革。防冲防突钻孔机器人的研究是煤矿井下复杂地质条件下钻探技术与装备的发展趋势,可为无人化矿井建设奠定基础;除此之外,还应着力解决好局部复杂地层对钻进的影响,更好地促进智能化钻探技术装备的进步,为煤矿安全高效生产提供保障。 展开更多

关键词 复杂地质条件 钻探技术 碎软煤层 定向钻进 钻孔机器人

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隧道凿岩机器人的研制 被引量：10

2

作者 郭勇 何清华 朱建新 《现代隧道技术》 EI 2002年第4期10-13,共4页

计算机控制的凿岩台车以其精确控制隧道断面轮廓、减少超挖和欠挖量、实现光面爆破效果及炮孔深度达到共底面而提高爆破效率等显著的经济优势和社会效益,在国内外得到越来越多的设计、施工单位认可,作者所在单位在国家“863”计划的资助... 计算机控制的凿岩台车以其精确控制隧道断面轮廓、减少超挖和欠挖量、实现光面爆破效果及炮孔深度达到共底面而提高爆破效率等显著的经济优势和社会效益,在国内外得到越来越多的设计、施工单位认可,作者所在单位在国家“863”计划的资助下,集此领域的技术优势,以可靠、经济、高效为原则,研制成功了我国首台隧道凿岩机器人。 展开更多

关键词 隧道凿岩机器人 结构 性能 可靠性

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基于PNN神经网络的凿岩台车电液控制系统故障诊断研究

3

作者 牛帅亭 徐巧玉 张正 《自动化与仪表》 2024年第4期31-36,共6页

针对凿岩台车电液控制系统故障诊断效率低的问题,该文提出一种结合故障树分析法和概率神经网络(probabilistic neural network,PNN)的故障诊断方法。首先,基于电液控制系统的结构和工作原理构建其故障树模型;然后通过对故障树模型进行... 针对凿岩台车电液控制系统故障诊断效率低的问题,该文提出一种结合故障树分析法和概率神经网络(probabilistic neural network,PNN)的故障诊断方法。首先,基于电液控制系统的结构和工作原理构建其故障树模型;然后通过对故障树模型进行定性分析,确定其最小割集和典型故障种类,以选取的典型故障种类的关键参数构建故障征兆矩阵,通过PNN神经网络对该矩阵进行训练和计算,实现对系统典型故障状态的自动识别。实验结果表明,该文方法的平均诊断时间为1.2 s,平均诊断准确率为80%,能够快速准确地定位系统故障,可满足凿岩台车电液控制系统故障诊断的工程实际需求。 展开更多

关键词 凿岩台车 电液控制系统 故障树 PNN神经网络算法 故障诊断

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凿岩机器人钻臂油缸行程计算方法的误差分析 被引量：3

4

作者 李尊远 代慧敏 高明 《矿山机械》 北大核心 2011年第9期110-112,共3页

笔者分别以几何法和坐标变换法计算了凿岩机器人钻臂的油缸长度,并与实际测得油缸伸缩长度进行比较,得出了坐标变化法计算值和实际值的吻合度高,满足了凿岩机器人钻臂末端定位精度的要求。

关键词 凿岩机器人 钻臂定位 误差分析

原文传递

凿岩机器人液压系统自抗扰控制研究

5

作者 阮久宏 荣学文 吴三友 《山东交通学院学报》 CAS 2007年第3期58-61,67,共5页

给出凿岩机器人关节驱动液压系统的数学模型,对其进行降阶近似,使用自抗扰控制方法设计二阶控制器,并在不确定环境下进行仿真研究。结果表明,该控制器对于系统参数摄动和大负载干扰具有理想的鲁棒能力,控制过程快速、平滑,稳态精度高。

关键词 凿岩机器人 关节驱动 液压系统 ADRC 鲁棒性

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煤矿井下钻锚机器人布网单元设计与仿真 被引量：17

6

作者 马宏伟 王成龙 +2 位作者 尚东森 薛旭升 薛力猛 《煤炭工程》 北大核心 2019年第6期160-164,共5页

针对现有煤矿井下巷道成型永久支护速度慢、效率低、危险性系数较高、人员参与较多等问题,论文提出了一种钻锚机器人,并对其布网单元进行设计,通过SolidWorks对其进行三维建模,并对关键部件的受力情况在ANSYS中进行有限元分析计算;在AD... 针对现有煤矿井下巷道成型永久支护速度慢、效率低、危险性系数较高、人员参与较多等问题,论文提出了一种钻锚机器人,并对其布网单元进行设计,通过SolidWorks对其进行三维建模,并对关键部件的受力情况在ANSYS中进行有限元分析计算;在ADAMS中建立了钻锚机器人布网单元简化样机模型,并对其抓网、运网动作进行运动学仿真分析。结果表明:钻锚机器人布网单元整体结构设计合理,满足支护片网单张稳定抓取、移动、顶放姿态要求,且布网单元机械手的关键部件符合刚度、强度要求。 展开更多

关键词 钻锚机器人布网单元 结构设计 有限元分析计算 运动学仿真

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煤矿钻锚机器人自动钻锚单元的设计与仿真分析 被引量：9

7

作者 马宏伟 尚东森 杨宇婷 《煤矿机械》 北大核心 2018年第10期3-6,共4页

针对煤矿井下巷道掘进作业中锚杆支护环节存在的人工操作频繁、支护效率低等问题,研究设计了一种结构简单的煤矿钻锚机器人,提出一种自动钻锚单元。利用Solidworks三维建模软件构建钻锚单元中的钻锚装置和自动上料(锚杆)库模型,将建好... 针对煤矿井下巷道掘进作业中锚杆支护环节存在的人工操作频繁、支护效率低等问题,研究设计了一种结构简单的煤矿钻锚机器人,提出一种自动钻锚单元。利用Solidworks三维建模软件构建钻锚单元中的钻锚装置和自动上料(锚杆)库模型,将建好的模型导入仿真软件ADAMS中,并且添加相应的约束和驱动等,通过对该模型进行运动学仿真分析,得出关键部件的运动学特性曲线,验证结构设计的合理性和可行性,为钻锚机器人的运动控制及其结构的优化设计提供参考依据。 展开更多

关键词 煤矿 钻锚机器人 钻锚单元 ADAMS SOLIDWORKS 仿真分析

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自动化与智能化钻井技术应用综述 被引量：7

8

作者 方太安 周志雄 +1 位作者 吴昌亮 江文 《机械研究与应用》 2019年第4期213-216,共4页

智能化钻井技术是在自动化钻井技术的基础上发展起来的,自动化和智能化钻井技术既相互关联,又有各自的特点。在分析自动化和智能化钻井技术所采用的新技术的同时,详细介绍了地面自动化钻井技术和井下自动化钻井技术各个子系统工作流程... 智能化钻井技术是在自动化钻井技术的基础上发展起来的,自动化和智能化钻井技术既相互关联,又有各自的特点。在分析自动化和智能化钻井技术所采用的新技术的同时,详细介绍了地面自动化钻井技术和井下自动化钻井技术各个子系统工作流程和所包含的基本内容,所起的作用,阐述了钻台机器人、钻井可视化,人工智能、在线建模和虚拟现实在智能化钻井技术中的应用。通过对比分析得出,自动化装备在未来的钻井技术发展中是智能化钻井技术的执行机构,而智能化具有自我学习能力,是整个钻井技术的大脑,侧重于分析决策。 展开更多

关键词 自动化钻井 智能化钻井 钻井可视化 闭环钻井系统 钻台机器人

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基于激光传感器的钻柱输送自动纠偏算法

9

作者 臧日高 张春堂 樊春玲 《电子测量技术》 北大核心 2023年第5期30-37,共8页

在陆地钻井中,陆地钻柱输送机器人可以自动完成从钻柱抓取、调姿、输送到鼠洞的过程。但是钻柱在放置过程中会产生倾斜,导致机器人抓取失败。因此本文设计基于激光传感器的钻柱输送自动纠偏算法。首先,采用两个激光传感器扫描并获取钻... 在陆地钻井中,陆地钻柱输送机器人可以自动完成从钻柱抓取、调姿、输送到鼠洞的过程。但是钻柱在放置过程中会产生倾斜,导致机器人抓取失败。因此本文设计基于激光传感器的钻柱输送自动纠偏算法。首先,采用两个激光传感器扫描并获取钻柱任意两处切面距离信息,利用最小二乘法拟合得到切面圆心位置。由于实际现场作业时,钻柱表面粘附泥土将会影响采集的数据,采用格拉布斯准则通过多次迭代进行数据筛选。然后通过圆心位置计算出钻柱偏转角度并发送给机械手,以便进行定位抓取。最后模拟钻井现场中钻柱附着泥土的位置和厚度不同,进行了算法有效性实验。实验结果表明,该算法切实可行,工程可移植性高,满足工程应用要求,提高了钻柱输送机器人的自动化水平。 展开更多

关键词 钻柱输送机器人 钻柱中心识别 格拉布斯准则 自动纠偏

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钻锚机器人人机安全避碰方法 被引量：2

10

作者 朱蓉军 夏晶 +1 位作者 赵思远 马胜利 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期823-830,共8页

为解决快速掘进系统中钻锚机器人无法实时监测辅助人员的运动,导致钻机与辅助人员可能发生非期望碰撞的问题,从钻锚机器人控制系统角度出发,提出一种钻锚机器人人机安全避碰方法。首先,基于深度视觉实时获取人体骨骼点图构建辅助人员球... 为解决快速掘进系统中钻锚机器人无法实时监测辅助人员的运动,导致钻机与辅助人员可能发生非期望碰撞的问题,从钻锚机器人控制系统角度出发,提出一种钻锚机器人人机安全避碰方法。首先,基于深度视觉实时获取人体骨骼点图构建辅助人员球扫掠凸体碰撞检测模型,基于钻锚机器人三维模型构建钻机球扫掠凸体碰撞检测模型,并使用深度视觉传感器与钻机行程及角度传感器获取的数据实时更新辅助人员和钻机的碰撞检测模型;其次,针对钻锚作业中多人多钻机的碰撞检测,使用基于层次包围盒的碰撞检测方法在粗略的碰撞检测阶段实时检测与辅助人员距离最近的钻机及最短距离,当最短距离小于安全阈值时进入精细碰撞检测阶段实时计算辅助人员与该钻机的最短距离;然后,在钻机末端建立基于人工势场的虚拟排斥力,当钻机与辅助人员的最短距离小于安全阈值时,钻机末端产生虚拟排斥力,钻机进行避碰运动;最后,通过钻锚机器人人机安全实验验证了该方法的有效性和安全性。结果表明:在钻锚作业中钻机与辅助人员最近距离为0.10 m,大于发生碰撞的最短距离,所提方法可以确保钻机不与辅助人员发生非期望碰撞。 展开更多

关键词 钻锚机器人 人机安全 深度视觉 碰撞检测 球扫掠凸体

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煤矿钻锚机器人钻锚工艺及优化研究 被引量：1

11

作者 杨光耀 马宏伟 +4 位作者 薛晓强 王川伟 李杰 汪强 梁林 《煤矿机械》 2022年第8期117-119,共3页

煤矿巷道掘进长期存在着采掘失调的情况,为此研发了一种与截割系统配套使用的钻锚机器人,提出了一种钻锚机器人钻机布局及钻锚作业工艺方法。以均匀分配为原则,以各钻机的钻锚时间与工作时间的标准差最小为目标,确定了钻机最优数量、布... 煤矿巷道掘进长期存在着采掘失调的情况,为此研发了一种与截割系统配套使用的钻锚机器人,提出了一种钻锚机器人钻机布局及钻锚作业工艺方法。以均匀分配为原则,以各钻机的钻锚时间与工作时间的标准差最小为目标,确定了钻机最优数量、布局及其对应的钻锚作业任务,实现了截割与钻锚的并行作业任务。通过1a多的煤矿井下应用验证了煤矿钻锚机器人钻锚工艺及优化方法的正确性及可靠性。 展开更多

关键词 钻锚机器人 钻锚工艺 钻锚时间 工艺优化

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煤矿钻锚机器人Kinect视觉系统三维重建

12

作者 王成龙 周国丽 《煤矿机械》 2022年第7期181-183,共3页

针对煤矿钻锚机器人工作环境粉尘大、光线差、低照度等问题,迫切需要钻锚机器人对复杂环境实现感知、认知。采用Kinect构建钻锚机器人三维视觉系统,并融合彩色二维成像,将二维的滤波方法引入到三维滤波降噪中,解决Kinect应用过程中深度... 针对煤矿钻锚机器人工作环境粉尘大、光线差、低照度等问题,迫切需要钻锚机器人对复杂环境实现感知、认知。采用Kinect构建钻锚机器人三维视觉系统,并融合彩色二维成像,将二维的滤波方法引入到三维滤波降噪中,解决Kinect应用过程中深度图像噪声及差值建模误差大的问题,实现井下巷道三维重建,为钻锚机器人远程导航提供技术支持。 展开更多

关键词 钻锚机器人 Kincet 点云数据降噪

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