[01001918]快速掘进支锚运多适应协同作业平台关键技术及装备研发

主要技术内容： 1)快速掘进支锚运多适应协同作业平台的机构设计及结构优化掘、锚、支、运作业是多工序协调动作的复杂过程，其中平台多方位运动、架棚梁的上下平动及整机迈步行走尤为关键。项目提出了安全可靠的行走机构；利用机构组合创新，设计使平台在巷道断面内上下平动的机构。 2)快速掘进支锚运多适应协同作业平台的液压系统设计与分析为使作业平台具备良好适应性，能应对多种复杂工况，设计电控、先导、全液控等三种液压系统，进行了原理解析、仿真、试验等，保证了系统有效性和可靠性，从而最终确定了最优行走驱动方式。 3)复杂工况下快速掘进支锚运多适应协同作业平台的动力学特性为适应大角度转弯、连续变坡等复杂工况，建立弯道行走力学模型，分析悬挂点、转弯半径与整机平衡的关系，确立弯道行走设计准则。建立变坡行走的动态模型，找出坡度、驱动力与闸阀压紧力之间的匹配关系，构建变坡行走的设计准则。 4)快速掘、锚、支、运一体化协同作业机制的研究建立掘、锚、支、运协同工作机制，提高掘进效率；优化锚杆钻机布置，分析其稳定性，找出关键受力部位，合理设置支腿位置；建立多维振动模型，得出其动态性能与钻机驱动力、煤岩硬度等参数之间的关系，优化其设计准则。 5)快速掘进支锚运多适应协同作业平台的控制策略研究以掘、支、锚、运协同工作机制为基础，分析作业平台的结构及运动学特性，优化出各机械臂的运动轨迹；构建作业平台的动力学模型，分析各动作之间的功率匹配关系，提出负载敏感控制策略，并对其可靠性进行仿真分析和实验验证。 授权专利情况： 该项目授权专利13项，其中发明专利10项，实用新型3项。 技术经济指标： 1)技术指标该装备技术指标为：装备总高度700-900mm；总功率25kW；可承载荷10kN，速度0-6m/min；最大爬坡角度20°，最小转弯半径6.0m，安全系数达到国际水平6.0-7.0。 2)经济指标该装备在煤矿企业应用后，提高了企业的年生产总值和年采煤量，如淮北矿业股份有限公司的袁店一矿应用该装备后，年新增采煤量约50万吨，每吨节约40元，共计约2000万元，按2015-2017年度计算，在6家煤矿企业中应用，累计产生经济效益3.6亿元。 应用推广及效益情况： 该装备加快了工作面推进速度，提高了作业效率和安全性，为工作面的尽快投产提供了基础。日最高循环进尺28m，月最高进尺580m，单位开采成本下降约10万元；该装备替代昂贵的同类进口产品，降低了工作面装置的投资量。进口同类装置约600万元，该装置约260万元，单台节约成本达56.7％；降低了煤矿企业在人身安全方面的支出，年节约支出60万元。