核心技术

智能为王掘胜千里,三一远程智能掘进机

见道网 2020年09月01日
  • 三一重装通过不懈的钻研,将掘进机与惯性导航系统有效的结合,实现截割轨迹远程控制、定位截割和可视化等技术,于2019年正式推出了远程智能掘进机,并在多处矿井进行实地应用
  • 近10年来,随着煤炭工业的高速发展,机械化、自动化程度大幅提升,实现“机械化换人、自动化减人”的智能开采已成为我国煤炭开采技术的发展方向。

    三一重装从2015年开始对远程智能控制相关技术进行研究和方案设计,通过不懈的钻研,将掘进机与惯性导航系统有效的结合,实现截割轨迹远程控制、定位截割和可视化等技术,于2019年正式推出了远程智能掘进机,并在多处矿井进行实地应用。

    掘进机远程智能控制技术,以机载惯性导航系统为平台,搭建掘进机模型及算法,该技术主要由可视化技术、掘进机姿态惯性自动测量系统和一键式自动截割等技术构成。

    掘进机采用高精度的三轴惯性导航系统,航向精度可控制在0.1°,姿态精度可达到0.02°,实时监测掘进机的俯仰、翻滚、航向的偏移,为控制掘进机截割头运动轨迹提供了良好的支撑。

    通过掘进机的连杆坐标系、掘进机与巷道位置坐标和巷道模型断面,实现运动轨迹控制和截割路径自动规划,完成一个循环自动定位截割。

    有效的突破井下因粉尘大而无法远距离操作的难题,建立“截割轨迹为主,视频为辅”的全新工作模式。高适应性,内置多种巷道模型,可适应不同煤矿巷道条件。定位误差小,精准获取截割头在巷道空间的位置坐标,误差≤5mm。成型误差小,通过边界降速及边界限位,巷道成型误差≤150mm。

    掘进机采用近距离无线WiFi传输和远距离光纤传输相结合的模式,视频信号延时≤5ms,控制动作信号延时≤400ms,通讯信号延时≤100ms,控制距离≥1000m。

    通过视频图像技术,捕获巷道内掘进机的激光坐标点。通过坐标点在两个摄像机上的成像差异,计算出坐标点的位置,从而实现掘进机自动定位。

    截割部在截割工作时,通过控制算法,使截割臂旋转的同时,截割头进行伸缩补偿,保证截割头截割的工作面是一个平面。

    对截割电机采用K-means聚类预测模式,通过获取截割电机的温度、电阻以及振动频率等运行数据,对其运行状态进行聚类预测。

    采用惯性导航系统基于虚拟现实技术,实现掘进机与巷道空间位置的3D可视化呈现;系统界面包括一键启动、自动截割、实时数据显示、参数设置以及故障报警等功能,部署指令更加便捷高效。

    目前,三一重装研发团队在现有的基础之上,不断去通过调直技术、自适应截割等控制算法的优化,来提升掘进机智能化控制的应用水平,打造智慧生产的新模式,从而实现工作面的少人化与无人化。(转载请注明见道网www.seetao.com)见道网机械栏目编辑/桑晓梅

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