基于运动姿态感知的综放支架主动控顶空间研究
曾庆良1
雷小万1
孟昭胜2
万丽荣1
班新亮1
胡雨龙1
1.山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 2665902.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 266590
摘要：综放支架是综放采场关键支护与主动放煤装置,其主动触支顶煤行为可有效引导顶煤智能有序破碎.为开展支架主动扰控顶煤理论及相关研究,明确综放支架对顶煤的主动触支工作空间,提出一种综放支架各部件相对空间姿态及绝对空间位姿动态感知方法,以期提升综放支架对顶煤碎放过程可控性.首先,借助Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立了综放支架空间姿态数学模型,分析得到支架顶梁和放煤机构在各关节节点坐标系与本体坐标系下坐标,明确了综放支架各关键部件之间的相对姿态及运动耦合关系;在此基础上建立了综放工作面全局感知模型并求解得到了支架的绝对空间位姿数据,获得了工作面顶板、底板倾角对综放支架空间支护姿态影响.其次,提出并计算了综放支架顶梁触支空间和放煤机构支护空间分布模型,获得了综放支架对顶煤的主动调控范围,同时使用初值优选的Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法探究支架主动触顶姿态的调控方法与立柱的有效驱动行程.最后,搭建了支架姿态数据采集系统,依托山东省菏泽市赵楼煤矿7303综放工作面获取了支架运动过程中真实空间姿态参数数据,对比理论解算数据与传感器实测数据,验证了该空间位姿测量方法的可行性与准确性.结果表明,使用该方法解算的顶梁姿态与传感器测量结果重合率达98.26％,为进一步提高支架的空间位姿感知技术提供了研究思路.
关键词：智能综放开采综放支架触支空间顶煤调控触顶姿态
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(U23A20599)国家自然科学基金(52104164)国家自然科学基金(52274132)
论文发表日期：2025-01-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：16( 645-660 )
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