西安科技大学学报

2020, v.40;No.175(05) 813-822

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煤矿智能掘进机器人数字孪生系统研究及应用
Research and application of digital twin system for intelligent tunneling equipment in coal mine

张超;张旭辉;毛清华;马宏伟;杜昱阳;陈晓晶;夏晶;谢兵;王川伟;薛旭升;曹现刚;田海波;刘鹏;

摘要(Abstract):

针对煤矿井下巷道掘进过程中环境复杂多变,存在掘进效率低下、智能化程度不高等问题,论文提出了一种基于数字孪生技术的煤矿井下智能掘进机器人监控技术。在数字孪生体技术通用参考框架的指导下搭建了智能掘进数字孪生系统参考框架,分析了面向掘进的数字孪生系统成熟度模型,通过对智能掘进机器人系统及其组件进行数字孪生实例化设计,实现智能掘进机器人群掘-支-运平行作业协同控制。为了适应陕北地区的复杂地质条件,设计了盾体式临时支护+横轴式掘进机的智能掘进机器人并介绍了其各组成部分工作原理。设计了智能掘进机器人数字孪生系统控制架构,详细描述了其数据感知模型。并以小保当矿业有限公司智能掘进机器人系统为应用案例,展示了智能掘进机器人数字孪生系统的研究和应用情况。研究显示该系统可适应复杂地质条件下多机器人掘-支-运平行作业协同控制,结合虚拟现实有效整合多源数据,可实现多机器人掘进过程的智能感知与远程控制,有效提升巷道掘进的智能化水平,保障巷道掘进效率和成型质量。

关键词(KeyWords): 智能掘进机器人;掘-支-运协同控制;数字孪生;数据感知;远程控制

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金重点项目(51834006);国家自然科学基金项目(51974228);; 煤矿机电设备智能检测与控制创新团队(2018TD-032);; 陕西省重点研发计划项目(2018ZDCXL-GY-06-04);; 陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JLZ-08)

作者(Author): 张超;张旭辉;毛清华;马宏伟;杜昱阳;陈晓晶;夏晶;谢兵;王川伟;薛旭升;曹现刚;田海波;刘鹏;

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DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0509

参考文献(References):

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