基于SINS/WSN的刮板输送机直线度检测技术及系统研究
随着近年来国家能源战略的发展实施，煤矿开采逐步从高产量向绿色，安全，高效开采发展。煤矿井下综采工作面的自动化，无人化是发展“数字矿山”的重要组成部分。本文在国家高技术研究发展计划项目的资助下，以综采工作面的“三机”刮板输送机、采煤机和液压支架为研究对象，以捷联式惯性导航系统和无线传感器网络定位系统为基础，以实现井下“三机”自动化为目标，开展刮板输送机直线度检测技术研究。 本研究主要内容包括：⑴分析“三机”联动关系，发现可以根据采煤机骑在刮板输送机上面行走的运动学约束，将采煤机的行走轨迹通过坐标转换矩阵，解算出刮板输送机中心线的轨迹，在此基础上，构建了采煤机—刮板输送机直线度检测模型。研究了基于捷联惯导罗格里格斯方法的检测方法，通过仿真与四元数算法对比，验证了其可行性和精度。⑵针对纯捷联惯导系统存在累积误差和长时间发散的问题，提出了基于无线传感器网络定位技术的位置校正方法。分析了无线传感器网络定位技术的原理和误差，发现与捷联惯导系统可以优势互补，进行组合检测。在此基础上研究了基于卡尔曼滤波的融合解算策略，并通过仿真分析，验证了组合检测系统可以消除累积误差，提高检测精度。⑶在理论研究的基础上，搭建了模拟实验平台，分为两个独立的子系统，捷联惯导子系统和无线传感器网络子系统。针对两个子系统，采用Visual C#.NET+Matlab+SQL Server多软件集成方式设计了上位机，实现了人机交互，数据采集与处理，实时监测与显示，存储和查询等功能。⑷完成了刮板输送机在直线，水平弯曲，竖直起伏等不同条件下的直线度检测实验及结果分析。结果表明在Y轴上平均误差小于2cm，在X，Z轴上的平均误差小于10cm，组合检测系统具有良好的精度。
矿山机械;刮板输送机;机械装配;直线度检测
中国矿业大学
硕士
机械电子工程
李威
2017
中文
TD528.3;TD407
106
2018-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）