【摘 要】
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煤矿井下冒顶事故时常发生,是一种危险性极大的顶板灾害,它对安全生产造成了不小的影响。传统人工处理冒顶事故需要施工人员登高作业,处理流程复杂且施工进度缓慢,施工人员的安全得不到保障,严重延误冒顶事故处理的宝贵时间,影响采煤生产。针对井下采煤工作面发生的冒顶事故,提出了一种采煤机机载式冒顶处理机器人,与采煤机、复合可移动液压升降施工平台相结合构成了一种复合式冒顶处理机器人。当采煤工作面发生冒顶事故时,
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煤矿井下冒顶事故时常发生,是一种危险性极大的顶板灾害,它对安全生产造成了不小的影响。传统人工处理冒顶事故需要施工人员登高作业,处理流程复杂且施工进度缓慢,施工人员的安全得不到保障,严重延误冒顶事故处理的宝贵时间,影响采煤生产。针对井下采煤工作面发生的冒顶事故,提出了一种采煤机机载式冒顶处理机器人,与采煤机、复合可移动液压升降施工平台相结合构成了一种复合式冒顶处理机器人。当采煤工作面发生冒顶事故时,能够随采煤机快速到达发生冒顶事故处,及时、高效的代替施工人员对冒顶事故进行处理。本文对其研究如下:(1)进行采煤机机载式冒顶处理机器人的整体设计和三维建模。本论文针对煤矿井下采煤工作面发生的冒顶事故,对冒顶处理机器人的复合可移动升降载体结构、机械手结构、钻机结构分别进行了设计,并在SolidWorks软件中建立三维模型。(2)对冒顶处理机器人的载体进行了分析与设计。运用虚位移原理对复合可移动升降载体液压缸的极限推力进行了公式推导并计算;对升降载体机构受力分析并计算各铰点的受力大小;分别对冒顶处理机器人的升降系统和推移系统进行了液压系统设计,完成执行元件的计算选型问题,最后,对载体的全部动作给出其油路循环。(3)完成冒顶处理机器人的末端执行器设计以及其关键零件的有限元分析。对其整体结构进行布局设计并建立模型。对其关键零件:主动连杆、从动连杆、夹爪进行静力学有限元分析,得到它们在极限位置、满负载情况下的应力分布云图和总变形量分布云图,然后分析校核其承载能力。分析结果表明,关键零件的最大应力值和最大变形量均满足冒顶处理机器人作业的设计需求,保证冒顶处理机器人末端执行器结构设计的可靠性。图[46]表[11]参[58]
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