煤矿智能单轨吊研究进展与关键技术

• Published in: 工矿自动化 Vol. 49; no. 6; pp. 57 - 67
• Main Authors: 马宏伟, 段优优, 薛旭升, 孙思雅, 张烨, 王川伟, 郭逸风, 崔闻达
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安科技大学 机械工程学院,陕西 西安 710054 2023; 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
• Subjects: 精确定位; cable dragging monorail crane; 气动单轨吊; battery driven; 边缘计算信息传输; explosion-proof battery monorail crane; pneumatic monorail crane; intelligent measurem; 防爆蓄电池单轨吊; precise positioning; rope traction monorail crane; 防爆柴油机单轨吊; 电池驱动; 智能单轨吊; 绳牵引单轨吊; 智能测控; explosion-proof diesel engine monorail crane; 电缆拖挂单轨吊; intelligent monorail crane
• ISSN: 1671-251X
• DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2023050001

TD634; 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.