基于虚拟现实与数字孪生技术的综采工作面直线度求解
闫泽文1
谢嘉成2
李素华1
沈卫东1
王怡荣1
王学文1
1.太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原 030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西 太原 0300242.太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原 030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西 太原 030024;新加坡国立大学设计与工程学院,新加坡 119077
摘要：直线度问题是综采工作面智能化建设的卡脖子问题之一,解决该问题的关键在于刮板输送机或者液压支架群的位姿获取.目前针对综采工作面直线度的研究大多是对液压支架和刮板输送机的直线度分别进行讨论,存在成本高、实现困难等问题.针对该问题,基于虚拟现实(VR)与数字孪生(DT)技术对综采工作面直线度求解方法进行探索,将液压支架、浮动连接机构、刮板输送机看作一个系统来进行整体考虑,搭建了综采工作面直线度求解框架,主要分为机理解析、模型构建、融合推演、重构监测、预测控制5个步骤.指出综采支运装备相对位置关系分析的关键在于连接液压支架底座与刮板输送机的浮动连接机构,根据浮动连接机构的运动特性将其简化为机器人模型,进行正逆向运动解析;依据真实的煤层环境,在Unity3D中建立基于关节的综采支运装备运动仿真模型,构建VR场景,实现虚实映射;通过非接触式视觉传感器、虚拟传感器、虚实融合等技术,融合传感器及点云信息进行支运装备位姿推演;利用虚实交互技术,联合真实物理场景构建DT系统,实现综采工作面虚拟监测:在虚拟场景中对保证直线度所需的推移行程进行预测,并将其反馈至物理场景中进行直线度控制.
关键词：综采工作面直线度控制数字孪生虚拟现实虚实映射虚实交互
分类号：TD679(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(52004174)中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2022A014)山西省科技重大专项计划揭榜挂帅资助项目(202101020101021)
论文发表日期：2023-02-10
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：7( 31-37 )
英文信息