煤矿智能单轨吊研究进展与关键技术
马宏伟
段优优
薛旭升
孙思雅
张烨
王川伟
郭逸风
崔闻达
西安科技大学 机械工程学院,陕西 西安 710054;陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室,陕西 西安 710054
摘要：分析了目前常用的5种矿用单轨吊(即防爆柴油机单轨吊、防爆蓄电池单轨吊、气动单轨吊、绳牵引单轨吊和电缆拖挂单轨吊)的优缺点,指出防爆柴油机单轨吊和防爆蓄电池单轨吊因运输能力强,已广泛应用于煤矿井下设备及物料运输,防爆蓄电池单轨吊因其绿色清洁的特点,逐渐成为煤矿井下辅助运输的重点研发装备.从电池驱动、定位、测控、信息传输 4个方面分析了矿用单轨吊系统的研究现状,指出目前的矿用单轨吊系统存在自动化、智能化水平低等问题,要实现单轨吊智能化运输,需研究单轨吊锂电池防爆及电池管理、全局与局部融合精确定位、多传感器信息融合智能测控、边缘计算信息传输等关键技术.针对锂电池防爆及电池管理技术,提出了基于变密度法的防爆大容量锂电池结构拓扑优化设计方法,及基于改进麻雀搜索算法/遗传算法的均衡管理方案;针对精确定位技术,提出了惯导+里程计融合的全局定位方法,及基于视觉+UWB组合的局部定位方法;针对智能测控技术,提出了基于递推最小二乘算法/二阶近似扩展卡尔曼滤波的智能检测方法、随动电子围栏实时构建方法和基于模糊规则的矢量控制方法;针对信息传输技术,提出了基于融合 5G网络的"本地-近程-地面"通信系统架构,及基于边缘计算的分布式数据计算及传输方法.煤矿智能单轨吊关键技术问题和解决方案的提出,为加快煤矿智能单轨吊发展提供了一种新思路.
关键词：智能单轨吊防爆柴油机单轨吊防爆蓄电池单轨吊气动单轨吊绳牵引单轨吊电缆拖挂单轨吊电池驱动精确定位智能测控边缘计算信息传输
分类号：TD634(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(51975468)国家自然科学基金(52174150)国家重点研发计划(2022YFF0605300)西安市科技计划项目(22GXFW0067)
论文发表日期：2023-06-10
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：11( 57-67 )
英文信息