【摘要】：在巖石隧道施工過程中,一直采用人工手持釬、錘或沖擊鉆來開鑿炮眼,再實(shí)施爆破,此施工方式難以達(dá)到開鑿炮眼的施工標(biāo)準(zhǔn),并且在施工斷面還需搭建作業(yè)平臺,其施工過程繁瑣,在施工時幾乎憑工人的經(jīng)驗(yàn)來完成,惡劣的施工環(huán)境也給工人的身體造成了較大傷害。鑿巖臺車作為一種新型的隧道工程施工設(shè)備,它具有多個自由度的機(jī)械臂,通過控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動以完成對炮眼的定位,從而取代了人工開鑿炮眼,這樣極大改善了施工環(huán)境,同時降低了勞動強(qiáng)度和施工成本,滿足我國現(xiàn)代化隧道施工建設(shè)的需要。本課題中應(yīng)用了液壓傳動、自動控制、電氣測量、計算機(jī)應(yīng)用等技術(shù),通過了解隧道開鑿和國內(nèi)外鑿巖設(shè)備的施工技術(shù)及其原理。分析鑿巖臺車機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)模型并在其各運(yùn)動關(guān)節(jié)安裝相關(guān)傳感器;同時分析液壓系統(tǒng)的組成以及原理,并對泵站進(jìn)行變頻調(diào)速控制。采用單關(guān)節(jié)單控制器的控制方式,MC9SXS128作為主控芯片,完成各控制器的硬件和軟件設(shè)計,以實(shí)現(xiàn)鑿巖臺車機(jī)械臂穩(wěn)定高效運(yùn)行的目的。課題采用行程速度雙閉環(huán)控制方式,對液壓系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用MATLAB/SIMULINK軟件完成系統(tǒng)的仿真分析。仿真結(jié)果表明在外環(huán)行程控制采用PD控制,內(nèi)環(huán)速度控制采用PI控制,系統(tǒng)啟停時速度變化較為平穩(wěn),有效地消除了液壓沖擊,同時提高了機(jī)械臂運(yùn)動的控制精度。最終達(dá)到鑿巖臺車機(jī)械臂穩(wěn)定高效的運(yùn)行,解決了工程實(shí)際問題,對全自動鑿巖臺車的研究具有一定的應(yīng)用價值和推廣前景。
【圖文】：

6圖 2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計思路流程圖臂分析原理施工中鉆鑿炮眼的重要工程設(shè)備，，而其鉆鑿炮眼、推進(jìn)梁和鑿巖鉆機(jī)組成[11-12]。其中鑿巖鉆機(jī)在眼定位，它是鑿巖臺車的重要機(jī)構(gòu)。為了使臺車計過程中采用多關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有多個道中完成不同類型炮眼的鉆鑿作業(yè)。同時，為了通常搭載多個機(jī)械臂[13]，如圖 2.2 所示為三臂鑿

低車撓布鋒⑷砑鋪涂刂撲惴ǖ納杓疲嗤⒔鈉械魘�。�?2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計思路流程圖2.2 鑿巖臺車機(jī)械臂分析2.2.1 鑿巖臺車工作原理鑿巖臺車是隧道施工中鉆鑿炮眼的重要工程設(shè)備，而其鉆鑿炮眼的主要部件由機(jī)械臂（又稱大臂、鉆臂）、推進(jìn)梁和鑿巖鉆機(jī)組成[11-12]。其中鑿巖鉆機(jī)在施工過程中用來鉆鑿炮眼；機(jī)械臂負(fù)責(zé)炮眼定位，它是鑿巖臺車的重要機(jī)構(gòu)。為了使臺車在施工過程中能夠更加靈活，在機(jī)械臂設(shè)計過程中采用多關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有多個自由度，這樣就可以滿足臺車在狹小的隧道中完成不同類型炮眼的鉆鑿作業(yè)。同時，為了提高鑿巖臺車的工作效率，一輛鑿巖臺車通常搭載多個機(jī)械臂[13]，如圖 2.2 所示為三臂鑿巖臺車圖。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.32

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2633805