? ACY-2AY 智 能 遥 控 铲 运 机能够在本机手控操作

点击次数:   更新时间:2021-01-22 01:58     作者:365真人游戏

  冯茂林-ACY-2AY井下智能遥控铲运机20110608_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。第二届金属矿采矿科学技术前沿论坛 井下智能遥控铲运机的研发 ---无人驾驶遥控铲运机的样机实现 北京安期生技术有限公司 冯茂林 2011年6月11日于长沙 ? 金属矿山的井下开采的深度、

  第二届金属矿采矿科学技术前沿论坛 井下智能遥控铲运机的研发 ---无人驾驶遥控铲运机的样机实现 北京安期生技术有限公司 冯茂林 2011年6月11日于长沙 ? 金属矿山的井下开采的深度、强度和规模正在逐年增加,在20世纪70年代,普遍认 为400米深度为地下采矿的经济极限深度,90年代这个深度达到600米。近年来,我 国已有一批金属矿山垂直开采深度超过1000m以上,进入深部开采。 ? 例如红透山铜矿目前开采已进入 900-1100 m深度;冬瓜山铜矿矿体埋深1000m;弓 长岭铁矿设计开拓深度-750m,距地表1000 m。 ? 加拿大INCO镍矿的开采深度是3300米;而南非的TauTona 和Savuka 金矿开采深度已 经到3900米,紧邻的Mponeng矿山在近年内将达到4500米的开采深度。 ? 随着地下矿山开采深度增加地热、岩石压力也随之增加,采矿条件越来越恶 劣。铲运机是地下无轨采矿的关键设备,为了保证操作人员的安全,地下铲 运机的智能化程度也在不断提高。 ? 国外铲运机智能化的发展经历了视距控制(Line of sight control)、视频遥控 (Remote control with video)直到今天的远程控制(Tele-operation)、半自动 (semi-autonomous)与自动(Autonomous)控制的阶段。 铲运机远程控制系统示意图 ACY-2AY型井下智能遥控铲运机照片 ? ACY-2AY智能遥控铲运机的电液控制系统在原常规手动操纵铲运机的液压系统 基础上,结合电液控制模块构成,可将电控制指令转换成液压能量,驱动执 行机构实现设备动作。 ? 系统由工作液压系统、转向液压系统、制动液压系统、油门控制液压系统、 换挡控制液压系统组成。每一部分均设有手动控制和电气自动控制两种操作 方式,满足铲运机在各种工作条件下的操纵要求。 工作液压系统 转向液压系统 制动液压系统 油门控制液压系统 换挡控制液压系统 ? 无线遥控系统主要由发射机、接收机、机载PC和执行器组成。发射机产生所 需要的控制指令,通过天线将遥控指令信号发射出去。接收机接收指令信号 送到执行控制器,执行控制器来实现必要的控制逻辑和功率放大。由执行控 制器输出的控制信号直接驱动执行器 ——电液比例控制系统,电液比例控制 系统控制铲运机前进、后退、转向、工作装置、制动,从而实现无线遥控操 作。 铲运机遥控系统工作原理 遥控装置和控制阀 无线遥控系统主要参数 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 工作频率范围:902~928MHz 有效工作距离:≤100m(标准天线 通信标准:US:FCC 15.247 数据传输速率:最高860 KBPS 误比特率:输出功率:450mW 响应时间:1ms 芯片速率:最高9.457 Mcps 遥控发射接收装置 遥控操作发射装置面板 遥控实现的功能 路数 1 2 3 4 对应执行动作 主电源开关 紧急停机,切断遥控 延时停机 停车制动 路数 11 12 13 14 对应执行动作 油门半开 油门全开 工作制动 左转向 5 6 前灯开关 后灯开关 15 16 右转向 大臂落下 7 8 9 10 启动 车辆自动熄火系统(制 动、熄火) 行走前进 行走后退 17 18 19 大臂举升 铲斗倾卸 铲斗翻转 安全保护功能 ? 无线遥控系统在设计中充分考虑了工作可靠性和安全 性,表现在一旦出现遥控联结中断或没有按正确的操 作顺序执行遥控/手控切换或出现紧急情况时,都能自 动的使车辆及时停机,以免产生不必要的安全事故 。 ? 智能铲运机在作业区的工作的示意图。编 码信标放置在巷道的几个关键点处,用以 信标 ? 得出相对准确的定位信息,而在相邻信标 间则利用航迹推测法推算得出定位信息。 ??? ? 信标? 信标? 信标? 障碍物 信标? 信标? 信标? ?? ?? φ? ? φ? δ δ? ? ?? ? ? ?? 编码信标设计与识别 利用激光传感器在 其扫描范围内所扫 描返回的信息对于 信标进行识别。 采用基于条形码 技术设计的编码 信标来进行误差 清除,实现精确 定位。 PID多偏差导航控制器 vg e PID 校正控制 ? 智能铲运机行驶时。 d φg dt U 电液比例 转向控制 dα dt 跟踪轨迹 航向角变化率 采用多偏差导航控 制器按照特定的规 km dφm dt 目标路径 航向角变化率 vg 律,对行驶参数进 vg δ0 β0 dβ dt 行控制,进而调整 δ 1 S β sin × dδ dt 1 S 行驶轨迹,使其逼 近目标路线 安全保护功能 ? 用激光扫描器在铲运机周边设置报警区和停机保护区。一 旦障碍物进入报警区,报警系统开始报警,通知远程遥控 人员进行人工遥控干预;如果情况得不到及时纠正,障碍 物进一步进入停机保护区,则停机保护起作用,铲运机自 动刹车停机。 ? ACY-2AY 智 能 遥 控 铲 运 机能够在本机手控操作、 无线遥控操作和自主导 航行驶三种模式下工作。 不同工作模式间的切换 由操作人员通过车上的 状态开关设定,控制系 统通过相应的程序进行 判定。 控制系统组成 前向激光扫描传感器 ? LMS221激光扫描传感器 ? 基于飞行时间测量原理 ? 扫描角度180° ? 最大距离可以达到80m ? 角度分辨率0.25/0.5/1° ? 扫描频率18.7/37.5/75Hz ? 检测数据通过 10M 以太网口传给 主控制器 侧向激光扫描传感器 ? LMS400激光扫描传感器 ? 基于相位差的测量原理, ? 扫描角度70° ? 角度分辨率达到0.1 ° ? 扫描频率500Hz ? 距离分辨率可达到1mm ? 检测数据通过 10M 以太网口传 给主控制器 控制器主板 EPC-8900 ? 基于 PXA270 处理器 (XScale 架构 ) 的 PC/104工控机主板 ? 板载2路隔离CAN总线接口 ? MontaVista Realtime Linux操作系统 ? 工作温度范围-40℃~+85℃,满足工 业级产品的各种应用需求 执行控制器 TTC200 ? 专用于车辆控制的高可靠 性的PLC ? 符合IEC 61508 标准 ? 防护等级IP65 ? 工作温度-40℃~+85℃, ? 工作电压9~32V 样机试制完成后的验证 ? 为了验证ACY-2AY型智能遥控铲运机的遥控功 能(动作的灵敏性、可靠性、安全性,遥控与手 控操作的并用性)是否能满足地下铲运机工作要 求;并进行自主导航和高精度定位技术的验证工 作 ,对样机进行了一系列的测试与试验。 ? 主要试验内容是遥控动作试验、安全保护试验; 试验场地的自主行驶试验。经过样机的反复试验 运行,各项设计指标均达到预定的要求。 智能遥控铲运机自主行驶视频演示 谢谢大家! 祝会议圆满成功!


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