第十四屆研電賽(懸臂式掘進機虛擬仿真與遠程控制系統(tǒng))

懸臂式掘進機虛擬仿真與遠程控制系統(tǒng)研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示研究背景與意義行業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀國際能源署(IEA)和中國工程院預測，2030年中國煤炭需求占全球煤炭消費比重仍在50%左右，煤炭仍是我國未來一段時間的主體能源。目前國內(nèi)有5000~6000臺掘進機在井下服役，在掘進工作面工作的工人大約有十萬人，惡劣的工作面環(huán)境對工人的健康甚至是生命造成嚴重威脅。井工煤礦約有1.05萬處，有

300多萬名礦工在井下惡劣、危險環(huán)境下從事煤炭開采作業(yè)。為到達國家安監(jiān)總局提出的“機械化換人、自動化減人”的目標，實現(xiàn)井下少人、無人，保證煤礦生產(chǎn)安全，提高巷道掘進質(zhì)量，懸臂式掘進機將朝著自主定位、遠程監(jiān)控、故障智能診斷、智能截割發(fā)展。作品創(chuàng)新點主要創(chuàng)新ABC利用虛擬仿真技術、智能檢測與控制技術實現(xiàn)掘進機環(huán)境動態(tài)重建技術通過捷聯(lián)慣導+視覺傳感器來實現(xiàn)懸臂式掘進機的精確定位實現(xiàn)環(huán)境實時重建以及遠程虛擬操控研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示作品創(chuàng)新點總體方案設計研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示總體方案設計系統(tǒng)總體方案圖遠程客戶端本地服務器PLC虛擬控制狀態(tài)反饋控制指令虛擬工作面工作面掘進機操控界面虛擬狀態(tài)顯示狀態(tài)信息反饋狀態(tài)反饋TCP/IP協(xié)議控制指令關鍵技術介紹研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹系統(tǒng)組成煤礦掘進機器人虛擬仿真與遠程控制系統(tǒng)研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹掘進機器人控制模型掘進機截割臂坐標系分布圖研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹掘進機視覺測量方案視覺測量方案研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹圖像特征點提取-標靶設計（a）

（b）標靶圖掘進機是在低照度、粉塵大、有落石的環(huán)境下工作，因此本系統(tǒng)采用點狀紅外光源作為特征點，在攝像機上加濾光鏡來簡化圖像處理的過程，針對遮擋的情況，采用多特征點的方法，通過直線擬合計算頂點坐標。研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹多傳感器信息融合利用的傳感器包括捷聯(lián)慣導、超聲波測距傳感器、視覺測量傳感器。多傳感器信息融合計算得到機身及截割頭位姿捷聯(lián)慣導超聲波傳感器研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MYSQL數(shù)據(jù)庫MYSQL數(shù)據(jù)庫MYSQL數(shù)據(jù)庫MYSQL數(shù)據(jù)庫研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹虛擬綜掘工作面建立研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示關鍵技術介紹虛擬掘進機的控制截割部液壓仿真回轉(zhuǎn)部液壓仿真作品展示研究背景與意義作品創(chuàng)新點總體方案設計關鍵技術介紹作品展示作品展示虛擬掘進機動作真實掘進