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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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机器人运动学与时序预测融合驱动的刮板输送机调直方法

作者(Author):

  • 王学文
  • 李素华
  • 谢嘉成
  • 任芳
  • 暴庆保

作者单位:

  • 太原理工大学 机械与运载工程学院
  • 太原理工大学 煤矿综采装备山西省重点实验室
  • 太重煤机有限公司 博士后科研工作站
  • 矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室

关键词:

  • 刮板输送机
  • 调直方法
  • 空间运动学
  • 时间序列
  • Unity3D
  • 液压支架
  • 直线度
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

随着智能化开采的不断发展,刮板输送机直线度控制对于煤矿安全、高效开采具有重要意义。针对刮板输送机的调直精度不高的问题,提出了一种基于空间运动学与长短时记忆神经网络轨迹预测相融合的调直方法。首先,利用工业机器人的空间运动学知识对液压支架和刮板输送机浮动连接机构的运动规律进行了解析,并以C#语言的形式编入Unity3D仿真系统底层,通过推移机构连接头捕捉刮板输送机中部槽上的关键点,实现液压支架与刮板输送机的连接,实现了液压支架的精准推移,较理想化地解决了销耳间隙的影响;其次,综合考虑到传感器噪声与截割底板轨迹对刮板输送机轨迹检测的影响,在仿真系统中进行相关的补偿后,在MATLAB中利用LSTM(Long Short Time Memory)神经网络对刮板输送机的轨迹进行预测;最后,根据实际工况要求建立了目标调直轨迹的修正模型和轨迹-姿态转换模型,以得到的刮板输送机轨迹为基础,确定及时移架后的液压支架位置与对应中部槽的相对位置差,基于浮动连接机构运动规律液压支架精准推移,实现刮板输送机调直。通过虚拟试验的验证,建立的修正模型和转换模型具有较强的可靠性,在仿真系统与实验室条件下分别在底板存在起伏时进行了调直试验,提出的调直方法的直线度误差分别在±0.2 cm和0.08 cm内,符合调直精度要求,研究结果对刮板输送机的调直研究提供了思路。

王学文,李素华,谢嘉成,等.基于空间运动学与时间序列轨迹预测融合的刮板输送机调直方法[J].煤炭学报,2021,46(2):652-666. WANG Xuewen,LI Suhua,XIE Jiacheng,et al.Straightening method of scraper conveyor based on spatial kinematics and time series trajectory prediction fusion[J].Journal of China Coal Society,2021,46(2):652-666.
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