井下运输巷带式输送机撒煤自动清扫机构设计及仿真分析
杨姣1
李冲2
鲍久圣1
杨瑞1
张小牛2
王雷1
胡而已3
戴守晨1
1.中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 2211162.平顶山天安煤业股份有限公司,河南平顶山 4670993.应急管理部信息研究院,北京 100029
摘要：带式输送机作为煤矿井下主煤流运输装备,在运行过程中会出现撒煤及堆煤现象,而传统人工清理方式效率低且存在安全隐患,现有针对煤料清扫的巷道清理机器人存在清煤场景受限、清煤机构灵活性差等问题.针对上述问题,设计了一种井下运输巷带式输送机撒煤自动清扫机构,该机构由PCC型扒煤机械臂和CRRR型挖运机械臂组成,通过履带行走平台搭载其到达指定位置,然后由扒煤机械臂将胶带下方堆积的煤料扒出并聚拢,再由挖运机械臂将聚拢的煤料挖起并放回至胶带上.利用Ansys Workbench软件对扒煤机械臂插入煤堆和水平扒煤工况进行了静力学仿真,对频繁启停的扒煤机械臂齿轮齿条升降机构进行了瞬态动力学仿真分析;利用ADAMS软件分别对扒煤机械臂自主扒煤、挖运机械臂自主挖运作业过程进行了运动学和动力学仿真.仿真结果表明:自动清扫机构的强度与刚度能满足实际工作需求,且具有一定的安全裕量;清扫机构的扒煤机械臂与挖运机械臂均可根据给定关节转角平稳运行至目标位置,满足煤矿井下运输巷最窄处仅80 cm条件下的撒煤清理作业需求;在负载变化条件下,清扫机构各关节的力矩响应情况均符合预期,验证了其结构与实际任务需求之间的匹配性.
关键词：带式输送机撒煤自动清扫巷道清理机器人扒煤机械臂挖运机械臂有限元仿真运动学仿真动力学仿真
分类号：TD67/634(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(52274159)徐州市在徐高校服务343产业发展项目(gx2024002)平顶山天安煤业股份有限公司重点科研项目(2023120045)江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
论文发表日期：2025-08-30
在线出版日期：2025-09-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 123-133 )
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