□ 赵晓燕 □ 郭 鑫,2 □ 姜 勇 □ 高泽宇 □ 张元清

1.矿冶科技集团有限公司 北京 100160 2.北京科技大学 机械工程学院 北京 100083

1 研究背景

地下铲运机是地下金属矿山开采中的重要运输设备,地下金属矿山的智能化开采是当今行业发展的必然趋势,地下铲运机的自动铲装是智能化开采的关键技术之一[1-2]。地下铲运机在铲装工作中,通过控制动臂油缸和转斗油缸的伸缩量来调整铲斗位姿,从而完成铲装作业。笔者选取合适的铲装方式和常见的料堆形状轮廓后,规划出理想铲装曲线。根据地下铲运机工作装置的运动学分析,完成铲斗斗刃位置与动臂油缸伸缩量和转斗油缸伸缩量的函数关系,实现铲斗斗刃的轨迹曲线数学计算。利用仿真软件模块对地下铲运机工作装置进行机构学建模,完成目标铲装轨迹曲线与仿真铲装轨迹曲线的误差分析,为后续的控制器设计提供仿真模型。

2 铲装方式

在地下铲运机自动铲装过程中,需要对铲斗轨迹进行跟踪控制。铲斗轨迹的跟踪控制是建立在铲斗轨迹规划基础上的。对地下铲运机铲斗轨迹进行规划,需要结合地下铲运机铲装过程中采取的不同铲装方式及料堆的形状轮廓,为此需要对不同的铲装方式和料堆形状轮廓进行分析。在确定铲装方式和料堆形状轮廓的基础上,对铲装轨迹进行规划处理。

经查阅文献,现有地下铲运机的铲装方式主要有三种[3]。

(1) 一次铲装法。地下铲运机向前行驶,推动铲斗铲入料堆,直至铲斗后壁和料堆接触。……