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昌吉圆柱钻孔控制系统服务电话
钻机变幅机构用于调节钻孔的开孔参数,即方位角、倾角和高度。针对不同种类钻机变幅机构的结构差异性及煤矿井下钻孔的施工特点,总结了煤矿井下钻机变幅机构对开孔参数的调整要求,提出了煤矿井下钻机变幅机构的研究目标,即能够准确地调节钻孔开孔参数及保障钻机施工的稳定性。总结出煤矿井下钻机变幅机构具有外形尺寸小、参数调节范围较大、施工时需要稳固、调节过程自动化程度高的总体特点。对目前煤矿井下钻机几种常见变幅机构的结构特点、辅助稳固方式、控制方法、适用范围及存在的优缺点进行分析,提出了煤矿井下钻机向钻孔机器人发展过程中变幅机构在结构和控制方法方面的研究方向,建议重点从关节自动锁紧装置开发、变幅机构结构适应自动加卸钻杆模式的需求、钻孔开孔参数智能调节、开孔参数与底盘调平及机身稳固的协调控制等方面开展研究工作。研究成果为煤矿井下钻机装备智能化提供了研究思路。
以常见的瓦斯抽采钻孔为例,根据布置方式,主要分为本煤层(顺层)钻孔、高位钻孔和穿层钻孔[13-14]。本煤层钻孔施工时钻孔倾角和方位角调节范围较小,高度则由煤层的厚度决定,变化范围较大。高位钻孔主要在钻场中施工,对开孔参数调节范围要求较小。对于穿层钻孔来说,开孔参数调节范围很大、结构型式多样。其他类型的钻孔与瓦斯抽采钻孔一样,根据施工方式的不同,对钻机变幅机构的参数要求也各不相同。因此,变幅机构的性能直接影响钻机的适用范围和施工性能,准确地调节钻孔开孔参数及保障钻机施工的稳定性是煤矿井下钻机变幅机构研究的目标,这有助于减轻工人劳动强度、减少钻孔辅助时间、提高施工的性。
钻孔开孔参数智能调节钻孔机器人施工过程中为尽量避免人工干预,要求变幅机构的控制系统能够根据钻孔施工规划设计来自主调整好钻孔姿态,等待钻进指令。钻孔姿态调整的核心是对开孔方位角、倾角及高度的参数检测和反馈控制。由于变幅机构承载着钻孔机器人的关键部件,如给进机身、动力头、夹持器等,这部分结构重量大、运动惯性大,这需要在姿态调整路径规划、多传感器数据融合控制算法、运动过程中的速度加速度控制等方面展开研究,以准确地控制钻孔机器人变幅机构达到设计的钻孔参数。
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