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基于雷达图法的装载机铲装作业性能综合评价方法
1
作者 谌炎辉 黄炎华 +1 位作者 谭程 林伟健 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第4期667-672,共6页
为研究作业轨迹对装载机自动铲装作业性能的影响,规划了平行铲装法和一次铲装法的作业轨迹,并基于装载机综合试验平台进行自动铲装作业试验,获取不同轨迹作业工况下的插入阻力峰值、油耗、作业时间等性能参数。采用雷达图法对平行铲装... 为研究作业轨迹对装载机自动铲装作业性能的影响,规划了平行铲装法和一次铲装法的作业轨迹,并基于装载机综合试验平台进行自动铲装作业试验,获取不同轨迹作业工况下的插入阻力峰值、油耗、作业时间等性能参数。采用雷达图法对平行铲装法和一次铲装法的自动铲装作业性能进行综合评估,为使得各个性能指标具有可比性,对5组性能指标数据进行正向或反向归一化处理后计算出综合评价系数。结果表明:采用平行铲装法进行装载机自动铲装试验的作业性能更佳,可为装载机自动铲装作业性能寻优提供了研究思路。 展开更多
关键词 铲装轨迹 阻力 作业时间 作业油耗 雷达图
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基于高精准定位技术的露天矿铲装设备安全管控 被引量：1
2
作者 贾宝珊 李允朋 潘瑾 《铀矿冶》 2025年第1期101-108,共8页
受露天矿特殊开采工艺的影响,铲装设备极易在作业过程中发生安全事故。针对露天矿企业对铲装设备管理存在的巡检盲区大、响应不及时等问题,基于高精准定位技术提出了铲装设备高边坡、交叉作业管控方案。铲装设备高边坡作业管控方案结合... 受露天矿特殊开采工艺的影响,铲装设备极易在作业过程中发生安全事故。针对露天矿企业对铲装设备管理存在的巡检盲区大、响应不及时等问题,基于高精准定位技术提出了铲装设备高边坡、交叉作业管控方案。铲装设备高边坡作业管控方案结合地形数据,利用定位技术,通过现场测量与作业调度、实时监控与报警、现场处理与记录核查,实时监测铲装设备作业高度并判断是否超出安全范围。铲装设备交叉作业管控方案则通过作业前的作业间距确认、调度计划审核、作业间距巡查等实时监测作业间距。提出的管控方案实现了铲装设备作业间距和挖掘高度的安全精细化管理,有效降低了露天矿开采事故的发生风险,保障了作业正常进行,提升了作业效率。 展开更多
关键词 高精准定位 露天矿 安全管理 铲装设备 高边坡作业 交叉作业 作业间距
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矿用铲装设备斗齿脱落检测技术研究与应用 被引量：1
3
作者 孙欢欢 《有色矿冶》 2025年第3期37-39,共3页
某露天金属矿山采矿量超过4500万t/a,铲装设备以大型电铲、液压挖掘机为主。斗齿脱落后一旦进入下游工序,极易对下游破碎、运输和磨矿设备造成严重损坏。方案通过高清摄像机实时拍摄电铲和挖掘机斗齿,经过编码和解码处理,边缘计算对比... 某露天金属矿山采矿量超过4500万t/a,铲装设备以大型电铲、液压挖掘机为主。斗齿脱落后一旦进入下游工序,极易对下游破碎、运输和磨矿设备造成严重损坏。方案通过高清摄像机实时拍摄电铲和挖掘机斗齿,经过编码和解码处理,边缘计算对比分析铲斗形态变化,从而判断斗齿是否脱落,实现检测和报警功能,并记录铲斗缺失斗齿的时间、位置等信息。车载终端通过矿区NB-IoT(窄带物联网)网络将视频、图片和时间等信息通讯回传至服务器管理平台,为矿山管理人员提供参考和管理依据。系统设计时考虑采矿作业现场全天候、全时段工作要求,摄像机选择黑光像机,以确保适应夜间工作的需要。 展开更多
关键词 铲装设备 斗齿脱落 检测技术
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地下铲运机自主铲装系统的开发
4
作者 李恒通 姜勇 +3 位作者 高泽宇 梁国栋 赵晓燕 王凯 《有色金属(矿山部分)》 2025年第3期137-144,共8页
因作业面情况复杂、矿石粒度大且不均等众多影响因素,地下铲运机铲装作业难以实现无人化、智能化,进而制约了地下铲运机全流程的无人化的实现。目前一些先进的大型矿山实现了远程视频遥控铲装,巷道自主行驶的作业模式,但铲装环节仍需人... 因作业面情况复杂、矿石粒度大且不均等众多影响因素,地下铲运机铲装作业难以实现无人化、智能化,进而制约了地下铲运机全流程的无人化的实现。目前一些先进的大型矿山实现了远程视频遥控铲装,巷道自主行驶的作业模式,但铲装环节仍需人工参与。对地下铲运机行驶系统、工作系统进行了研究,对铲运机进行了全面的系统升级,搭建了自主铲装系统,使地下铲运机具备了进行自主作业控制与反馈的基础,通过对不同料堆的多次试验、测试和改进,达到了理想的铲装效果,一次铲装满斗率达到97.3%,使今后地下自主铲装成为可能。 展开更多
关键词 地下铲运机 自主铲装 自主行驶 控制系统 料堆 满斗率
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装载机铲装作业轨迹及动阻力仿真研究 被引量：4
5
作者 曹淑娟 张海 《中国煤炭》 北大核心 2005年第9期37-40,共4页
在3自由度装载机运动学为模型的基础上,进行了装载机运动学分析,并规划出笛卡儿空间的斗齿迹(包括位姿、速度和加速度)。通过计算机数值仿真,对铲装作业过程中的动阻力进行了研究,其结果表明动阻力不到垂直静阻力的10%。
关键词 装载机 运动学 铲装作业轨迹 动阻力 数值仿真 作业过程 仿真研究 铲装 计算机数值仿真 运动学分析
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装载机铲装轨迹及作业阻力实时测试方法研究
6
作者 郑特 蒋莉萍 谌炎辉 《煤矿机械》 2022年第10期32-35,共4页
对装载机铲装作业过程进行分析,通过开发装载机整机位移实时检测装置并基于销轴传感器和位移传感器构建了装载机铲装轨迹及作业阻力测试装置,研究了基于测试数据的装载机铲装轨迹及作业阻力计算方法。测试试验结果表明,通过该方法能准... 对装载机铲装作业过程进行分析,通过开发装载机整机位移实时检测装置并基于销轴传感器和位移传感器构建了装载机铲装轨迹及作业阻力测试装置,研究了基于测试数据的装载机铲装轨迹及作业阻力计算方法。测试试验结果表明,通过该方法能准确获得装载机的铲装轨迹、作业过程中的铲斗转角、装载机水平和竖直方向的作业阻力等实时测试数据。 展开更多
关键词 装载机 铲装轨迹 作业阻力 自动铲装 传感器
原文传递
基于DEM-MBD耦合的装载机减阻铲装策略仿真分析
7
作者 刘畅 黄笛 +2 位作者 房洪超 黄登伟 王文强 《机床与液压》 北大核心 2024年第10期147-154,共8页
装载机铲装物料过程中,往往受到较大的铲装阻力,使得其作业效率降低、能耗升高。针对此问题,对装载机减阻铲装策略进行研究。对装载机铲装物料过程中受到的铲装阻力进行分析,建立装载机各作业阶段铲装阻力的数学模型,提出装载机减阻铲... 装载机铲装物料过程中,往往受到较大的铲装阻力,使得其作业效率降低、能耗升高。针对此问题,对装载机减阻铲装策略进行研究。对装载机铲装物料过程中受到的铲装阻力进行分析,建立装载机各作业阶段铲装阻力的数学模型,提出装载机减阻铲装策略;利用ADAMS建立装载机虚拟样机模型,对它进行动态仿真,通过EDEM完成铲装物料颗粒模型的建立及相关参数的设置;基于DEM-MBD联合仿真,分别对装载机使用2种铲装物料策略进行铲装过程仿真;最后,获取2种铲装策略中物料运动速度矢量以及铲装阻力变化曲线,进行对比分析。结果表明:装载机使用减阻铲装策略铲装物料相比一次铲装法铲装物料受到的最大铲装阻力值减少11.3%,且使用减阻铲装策略所产生的铲装阻力大部分时间内整体小于一次铲装法所产生的铲装阻力,证明了减阻铲装策略的可行性和合理性。 展开更多
关键词 装载机 铲装阻力 减阻铲装策略 DEM-MBD联合仿真
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装载机铲斗切削刃形状对铲装性能影响研究 被引量：3
8
作者 范丹丹 徐武彬 +1 位作者 李冰 黄中一 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2772-2780,共9页
装载机铲斗的铲装性能是确定装载机牵引性能和整体参数的重要因素,铲斗形状尺寸对铲装性能具有明显的影响。为设计合理的铲斗形状以减少铲装阻力,提高铲装性能,首先基于离散元素法,从散体力学的角度获取更为精确可重复性的作业阻力,并... 装载机铲斗的铲装性能是确定装载机牵引性能和整体参数的重要因素,铲斗形状尺寸对铲装性能具有明显的影响。为设计合理的铲斗形状以减少铲装阻力,提高铲装性能,首先基于离散元素法,从散体力学的角度获取更为精确可重复性的作业阻力,并以此为依据揭示切削刃对铲装性能的影响。提出在满足铲斗斗容设计的前提下,铲斗切削刃和参数设计的新方法,并对现有几种切削刃进行了铲装性能的评估分析,为面向不同物料环境下切削刃的选择提供了指导依据和参考方法。利用该方法对铲斗切削刃形状进行设计探讨,为铲斗参数影响和设计研究提供了新思路,对企业优化设计与生产实践具有一定指导意义。 展开更多
关键词 装载机 铲斗 切削刃形状 铲装阻力 铲装性能
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装载机铲装过程试验分析及阻力研究 被引量：3
9
作者 林轩 谌炎辉 周德俭 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第2期257-260,264,共5页
利用某额定载重量为5t的装载机,对碎石物料进行铲装试验,分析装载机铲装过程并对铲装阻力进行研究。将装载机加装位移传感器,测试装载机动臂、转斗油缸位移数据,导入Ncode软件,根据位移的变化,把装载机铲装过程分为铲斗放平、空载前进... 利用某额定载重量为5t的装载机,对碎石物料进行铲装试验,分析装载机铲装过程并对铲装阻力进行研究。将装载机加装位移传感器,测试装载机动臂、转斗油缸位移数据,导入Ncode软件,根据位移的变化,把装载机铲装过程分为铲斗放平、空载前进、插入、转斗、举升五个阶段;将装载机加装销轴传感器,测试销轴两向载荷数据,导入Ncode软件,根据载荷的变化,分析铲装过程中载荷变化,即铲装阻力的变化。与传统根据经验公式计算得到的铲装阻力[1]相比,试验获得的铲装阻力具有真实性和有效性的特点。铲装阻力数字化后,能为铲斗设计提供重要的评价指标,为整机能耗和效率的提升提供了重要的数据支撑。 展开更多
关键词 装载机 碎石物料 Ncode 铲装过程 铲装阻力
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装载机自主铲装作业控制策略 被引量：15
10
作者 张海 张以都 曹淑娟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期46-49,共4页
以装载机自主铲装作业为目标,对基于实时轨迹规划的铲装作业控制策略进行了研究。将铲装作业的一个循环分为插入、铲取、提升3个区间,并提出了各个区间的自主作业控制策略。3个区间中,铲取区间是整个作业循环的关键。在分析的基础上,提... 以装载机自主铲装作业为目标,对基于实时轨迹规划的铲装作业控制策略进行了研究。将铲装作业的一个循环分为插入、铲取、提升3个区间,并提出了各个区间的自主作业控制策略。3个区间中,铲取区间是整个作业循环的关键。在分析的基础上,提出了铲取区间水平等阻线的概念,并建立了基于水平等阻线的铲取区间控制策略。本文提出的控制策略具有良好的环境适应能力,为基于实时轨迹规划的自主铲装作业打下了基础。 展开更多
关键词 装载机 自主铲装作业 控制策略 水平等阻线
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基于密实核理论的装载机水平铲装阻力研究 被引量：3
11
作者 蒋恒 谌炎辉 向上升 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第5期694-699,共6页
在装载机的铲装作业过程中,密实核的产生会引起水平铲装阻力过大,从而导致其铲装性能的下降、能耗升高。针对这一问题,对密实核阶段的装载机水平铲装阻力进行了研究。首先,运用密实核理论分析了水平铲装阶段的阻力变化情况,再通过装载... 在装载机的铲装作业过程中,密实核的产生会引起水平铲装阻力过大,从而导致其铲装性能的下降、能耗升高。针对这一问题,对密实核阶段的装载机水平铲装阻力进行了研究。首先,运用密实核理论分析了水平铲装阶段的阻力变化情况,再通过装载机的自动铲装试验,获取了铲斗所受的水平阻力,并以此为依据对密实核的存在进行了验证;然后,根据试验数据对避免密实核形成的方法进行了研究,在铲斗插入料堆深度范围相同的情况下,对有无密实核阶段的油耗进行了对比;最后,采用试验的方式,对滑移面理论模型和EDEM仿真的准确性进行了验证。研究结果表明:控制铲斗插入深度小于202 mm,可以避免密实核;在相同的铲装深度范围内,密实核阶段比无密实核阶段的铲装单位油耗要高出1.9~3.34倍;滑移面理论模型和EDEM仿真的误差不超过7%,均可以较为准确地计算出水平铲装阻力。 展开更多
关键词 装卸机械 装载机 水平铲装阻力 密实核理论 铲装作业 EDEM仿真 能耗
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装载机铲装过程电子控制模型研究 被引量：3
12
作者 宋占伟 闻邦椿 +1 位作者 于秀敏 诸文农 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期52-54,64,共4页
就装载机铲装过程的电子控制进行了深入研究 ,建立了动臂及铲斗的控制模型 ,给出了动臂与铲斗定位及铲装净载荷测量的具体实施方案 ,依据此控制模型所研制的系统已成功地应用于大型装载机上 ,达到了预期的效果。
关键词 装载机 铲装过程 电子控制模型
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装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法研究 被引量：7
13
作者 杨旭 李冰 +1 位作者 徐武彬 李玉凤 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第5期124-126,130,共4页
对装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法进行了研究。使用ATOS Compact Scan 2M三维光学扫描系统扫描典型物料,并通过数据处理,获取了物料外表面轮廓。提出了一种多精度建模方法,在EDEM离散元软件中建立了不同精度的物料堆模型,通过和实... 对装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法进行了研究。使用ATOS Compact Scan 2M三维光学扫描系统扫描典型物料,并通过数据处理,获取了物料外表面轮廓。提出了一种多精度建模方法,在EDEM离散元软件中建立了不同精度的物料堆模型,通过和实验的对比,验证了模型的正确性。进行了水平插入阶段仿真,拟合出了不同建模精度情况下的铲装阻力曲线;以铲装阻力为参考,对不同精度物料堆情况的仿真误差进行了研究,并推测出真实情况下的结果,形成了一整套物料堆建模方法和仿真误差评价方法,为铲装过程仿真和后期优化提供了基础。 展开更多
关键词 装载机铲斗 离散单元法 逆向工程 铲装阻力 建模精度
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装载机智能铲装与人工铲装的减阻效果对比分析 被引量：2
14
作者 廖凯 吴运新 黄运生 《建筑机械》 北大核心 2003年第12期58-60,共3页
本文通过对装载机工作机构的力学数学建模 ,借助现场采集的传感器数据 ,用MATLAB进行数值模拟 ,将智能铲装与人工铲装条件下的减阻效果进行比较分析 ,并得出结论。
关键词 装载机 智能铲装 减阻 传感器 数据采集
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装载机铲装过程自动化控制研究 被引量：2
15
作者 黄中一 徐武彬 +1 位作者 李冰 温超 《装备制造技术》 2020年第5期10-12,20,共4页
根据相关文献给出的较理想的直线铲装作业轨迹曲线构建方法,构建某型1.2 t铲斗直线铲装作业轨迹曲线,然后以铲装作业轨迹曲线的初始位置为绝对坐标原点,构建装载机工作装置多刚体运动方程,并根据铲斗铲装过程最小阻力姿态特性建立最小... 根据相关文献给出的较理想的直线铲装作业轨迹曲线构建方法,构建某型1.2 t铲斗直线铲装作业轨迹曲线,然后以铲装作业轨迹曲线的初始位置为绝对坐标原点,构建装载机工作装置多刚体运动方程,并根据铲斗铲装过程最小阻力姿态特性建立最小阻力铲装策略,通过该策略和作业轨迹曲线获得铲斗姿态和斗尖坐标,导入装载机工作装置多刚体运动方程获得动力源驱动速度控制曲线,最后对速度曲线进行优化,减小动力源的驱动速度曲线的高频抖振的现象,使输出的速度控制曲线符合实际应用。 展开更多
关键词 铲装作业轨迹曲线 动力源 驱动速度控制 装载机 自动化 铲装策略
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铲斗铲装过程中满斗率的数学模型研究 被引量：7
16
作者 黄鹏鹏 廖晓涛 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第3期126-130,共5页
装载机铲斗的装载性能没有明确的评价标准。通过建立铲斗装载物料过程的数学模型,用数学语言对工程实际问题进行描述分析,再利用具体的铲斗数据代入数学模型中,求解出在铲斗铲入深度与铲斗空斗体积之间的数学关系。通过主动落入的物料... 装载机铲斗的装载性能没有明确的评价标准。通过建立铲斗装载物料过程的数学模型,用数学语言对工程实际问题进行描述分析,再利用具体的铲斗数据代入数学模型中,求解出在铲斗铲入深度与铲斗空斗体积之间的数学关系。通过主动落入的物料体积函数与铲斗空斗体积函数的图形,得出结论:不同型号的铲斗都可以找到一个合适铲斗铲入深度达到最优满斗率。铲斗铲装过程的数学模型有很强的适用性,还可用于智能装载机器人装载作业的轨迹优化的参考计算,求解最优装载满斗率。 展开更多
关键词 装载机 铲斗满斗率优化 铲装过程的数学模型 铲入深度
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露天矿电铲铲装效率影响因素的分析 被引量：6
17
作者 张建平 《化工矿山技术》 1995年第5期8-10,共3页
根据矿山统计数据,对电铲铲装效率的主要影响因素作了定量分析。给出了电铲效率最佳状态下所对应的炸药单耗、爆堆宽度和爆堆松散系数最优域,并对提高电铲效率的途径作了简要的说明。
关键词 铲装效率 爆堆参数 影响因素 露天矿 电铲
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装载机自动铲装作业轨迹与能耗研究
18
作者 蒋恒 谌炎辉 郑特 《中国工程机械学报》 北大核心 2023年第5期422-426,共5页
针对装载机自动铲装作业能耗高、有效功低的问题展开讨论。首先,根据配合铲装法规划平行铲装轨迹,并根据油缸长度和整车位移的变化,分析装载机装物料的3个阶段;然后,得到各阶段的铲斗受力公式,以及在整个铲装过程中油缸和整车能耗的计... 针对装载机自动铲装作业能耗高、有效功低的问题展开讨论。首先,根据配合铲装法规划平行铲装轨迹,并根据油缸长度和整车位移的变化,分析装载机装物料的3个阶段;然后,得到各阶段的铲斗受力公式,以及在整个铲装过程中油缸和整车能耗的计算公式;最后,在满足满斗率的基础上,找到能耗低、有效功占比高的最优轨迹,并将其与人工控制铲装作业对比。结果表明:平行铲装深度为400 mm的轨迹为最优轨迹;与人工控制铲装作业相比,装载机按照最优轨迹铲装时,燃油能耗降低3.6%,有效功占比提高4.3%,装载机按该轨迹铲装有利于节能减排。 展开更多
关键词 装载机 自动铲装 铲装轨迹 能耗
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