煤矿机械的绿色设计与制造技术.pdf

内燃机与配件 0 引言 在我国煤矿业的发展过程中， 主要是以露天开采和井 工开采为主要形式， 很多机械也参与了开采过程。一般情 况下， 煤矿开采的环境比较艰苦和恶劣， 会对地表植被和 地下水资源造成一定的破坏和污染。为了改变这一现状， 我国政府提倡社会发展走可持续发展的道路。 煤矿行业作 为污染源的重灾区，参与到绿色发展当中具有重要的意 义。让绿色环保理念在煤矿机械的设计和制造上得到体 现， 具有一定的现实意义。 1 绿色设计的概述 1.1 简述煤矿机械绿色设计与制造技术概念 煤矿机械绿色设计与制造技术， 主要是指在对煤矿机 械进行设计的过程中，综合考虑煤矿机械的使用年限， 依 据其工作的环境和工作状态进行节能和环保方面的考虑， 并进行实际的设计和制造。 绿色设计和制造技术充分考虑 了对环境可能造成的影响， 体现了绿色环保意识， 在煤矿 机械的使用年限内， 尽量将对环境造成的破坏降到最低的 程度， 高效的利用开采的矿产资源。煤矿机械绿色设计的 内容， 即对煤矿机械进行绿色设计建模、 选用绿色的机械 材料、 进行可拆卸设计以及建立起机械产品设计数据库和 知识库。煤矿机的设计和制造融入了绿色环保理念， 将进 一步的提升煤矿机械的环保性能， 不仅有利于我国生态环 境的保护， 而且进一步拓展了我国煤矿机械的应用和发展 前景。 1.2 分析煤矿机械绿色设计与制造技术的突出特点 与传统的煤矿机械设计和制造不同， 煤矿机械绿色设 计与制造技术的侧重点在实际功能所需和环境保护上， 而 传统的煤矿机械设计和制造技术， 往往将实际功能需求作 为最重要的关注点。由此可以看出， 传统的煤矿机械的设 计和制造相比较绿色设计和制造技术已经取得了很大的 进步， 实现了人机工程学、 环境保护学及环境行为学等众 多学科知识的融合， 并且在机械的设计和制造中， 将环境 因素充分的贯穿其中， 体现了环境保护的强烈理念。众所 周知， 煤矿的开采过程， 对机械的消耗是非常大， 如果缺乏 环保意识， 煤炭的开采将像之前一样， 对我国的生态环境 造成严重的破坏， 同时也不利于煤炭开采企业的可持续发 展。 因此， 不管是国家， 还是煤炭开采企业都要重视煤炭机 械的绿色设计与制造技术的应用， 不仅有利于煤矿机械的 应用效率， 同时也对我国的环保事业做出了重大的贡献。 2 煤炭机械绿色设计的主要内容分析 2.1 成本控制 煤矿机械绿色设计过程中， 除了要考虑基本的功能应 用以外， 还要综合考虑环保和资源节约等因素， 无形中会 增加设计成本。但是本着节约的原则， 即便是设计成本要 增加， 也要尽量控制设计成本， 找到成本控制和减少污染、 降低能耗的最佳结合点。 2.2 产品材料的使用 在煤矿机械绿色设计中， 产品材料的使用是非常重要 的内容之一， 直接影响着绿色理念的实施。在之前的煤矿 机械设计中， 产品成本是最重要的考虑因素， 而不注重材 料对环境是否会产生不利影响。与之不同的是， 在进行煤 矿机械的绿色设计中，设计师不仅仅要考虑成本问题， 也 要考虑环保问题， 在满足使用的基础上， 尽量找到与环境 兼容性强、 污染少， 且能耗低的最佳材料， 这样设计不仅可 以运用满足开矿需求，也能最大程度的满足环保要求， 达 到了一箭双雕的效果。 2.3 建立绿色设计数据信息库 对于现代信息化社会来说， 建立绿色产品数据信息库 具有重要的作用。 设计者在机械设计时， 只要将环境、 使用 条件等技术信息输入数据库，经过计算机的分析和比对， 就会给出材料选择及生产成本等方面的建议， 给机械设计 带来了很大的便捷。 3 煤矿机械产品的绿色制造技术分析 3.1 虚拟制造技术 所谓的虚拟制造， 主要是指当机械的设计完成以后， 依照产品的设计、产品的加工和装配及环境信息等综合 建模， 利用计算机技术虚拟出真实的工作环境， 并在这样 的环境中模拟生产， 检验实际的效果。在虚拟技术的运用 下， 可以实现通过数据信息对产品进行虚拟仿真， 对不合 要求的地方进行修整， 直到满意为止， 最后再开展实物生 产。这样的做法， 不仅可以节约设计投产周期， 降低制造 成本， 而且可以有效提升产品的生产效率， 体现了绿色环 保的理念。 3.2 产品的再制造 所谓的产品再制造，主要是指产品的使用年限已到， 经过技术上的修复以后， 产品的性能再次被开发， 可以再 煤矿机械的绿色设计与制造技术 原晔 （中国煤炭科工集团太原研究院， 太原 030006） 摘要院随着社会主义建设的快速发展， 我国对能源的需求量逐年增长， 近些年， 我国能源的开发常常处于超负荷的状态， 从而造成 我们的生态环境问题越来越严重， 严重影响到了人们正常的生产和生活。现在， 人们对环境保护的重要性有了深刻的认知， 绿色环保 理念不仅运用到生活当中， 而且在行业的发展中也被有效的融合其中。 绿色环保意识不再只是意识， 而是真真切切的落实在了社会生 活当中， 特别是在煤矿机械的设计和制造中， 绿色环保理念得到了充分的体现。 关键词院煤矿机械； 绿色设计； 制造技术 226 Internal Combustion Engine Parts 0 引言 巡检机器人视觉导航系统以智能化设计为目标， 与时 代相称并在设计方法上渗透现代化技术； 在视觉导航上做 出严肃处理， 并在后续工作运维中， 达到预设目标。 机器视 觉 （Machine Vision） 即以巡检机器人视觉导航作为人工智 能领域中发展迅速的一个重要分支， 不断突破、 走向成熟。 机器视觉 “是通过光学装置和非接触传感器自动地接受和 处理一个真实场景的图像， 通过分析图像获得所需信息或 用于控制机器运动的装置” ，证实基于虚拟定标线技术涉 及的智能图像处理技术在机器视觉中占有举足轻重的位 置。相关设计细则分析如下 1 设计所涉技术概述 以设计环节虚拟定标线技术的应用为例， 通过融合计 算机虚拟技术来作为本次巡检机器人的重要科学技术形 式之一， 为巡检机器人视觉导航系统寻求 CPU、 内存、 磁盘 空间等组合资源支持的操作环境， 以便于在资源配置上更 具优势。 控制巡检机器人虚拟定标线技术的运用， 是沿着导 航线移动的关键技术， 是机器人对导航线方位和距离精 准定位的过程；虚拟定标线以现代图像处理的优势， 在 检测到信号与导航线与相应位置融合中实现极速化控 制， 利用模糊控制策略,对机器人沿着导航线的行走进行 控制， 降低机器人运作环节与实际偏离角度和距离等较 大问题。 2 结构设计和功能 巡检机器人视觉导航自动化的发展， 使得远程监控机 械电气设备型号、 监控数据信息采集及其绝缘监测等成为 了可能。 在实际运用中， 对降低运维工作数量， 演唱巡视检 修工作中后期等具有重要的意义。 基于虚拟定标线的巡检 机器人视觉导航结构设计旨在满足预设工作效果， 充分发 挥设计作用优选及其功能优势，最终与巡检工作实践中， 相应的以战略性、 科学化、 合理化方法， 满足当前工作良性 需求。 结构设计中，通过合理创建子系统来实现自由运 动，直接与主板结构 （AT、 Baby-AT、 ATX、 Micro ATX、 LPX、 NLX、 FlexATX、 EATX、 WATX 以 及 BTX 等 ） 、 PMAC2A-104 运动控制卡一道， 连同电机设备驱动器等 内容， 对方便机器人实际巡检， 严格控制运动和行为起 效良好。以光伏电站巡检清洁无人机为例， 具体设计结 构如图 1 所示。 基于上述结构设计要诀中包括信息数据收集、 诸多技 术方式采用、 临床巡检路径开辟等， 均需在系统实时化场 景寻求数据建模及其集合的融通路径。 设计对局进行局部 整合、 规划搜集、 渗透力学控制、 算法、 承受速度等管理控 制中， 使得设计效果于设计质量得到全面提升。 3 设计路径 3.1 设计目标 为进一步提高巡检工作效率及适用范围， 设计出个 性自动巡检系统，需从基本初级自动巡检着手，配合 PCA、神经网络算法等进行测试，力图达到开发应用效 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要 作者简介院张初宏 （1980-） ， 男， 福建人， 机电一体化工程师， 本科， 研究方向为机电一体化。 基于虚拟定标线的巡检机器人 视觉导航设计研究 张初宏 （天津信泰汽车零部件有限公司， 天津 300457） 摘要院巡检机器人视觉导航系统的应用， 可实现自由转向并可显著提升导航效率。 本文设计出了一种基于虚拟定标线技术的巡检 机器人视觉导航系统， 旨在通过改变巡检形式来提升巡检成效， 并最终在时代发展需求中， 持续服务导航提供工作。 关键词院虚拟定标线； 巡检机器人； 视觉导航； 设计 次投入使用的过程。对产品实施再制造， 出发点是本着绿 色环保的理念， 对旧产品进行重新改造并实践利用， 最终 实现节能环保的目的。 3.3 集成化技术 在煤矿机械产品的制造过程中， 系统集成性对绿色制 造发挥着重要作用。 在实践中， 产品的使用性能、 产品的设 计工艺、产品材料的选择及用户的实际需求要综合考虑， 将绿色设计系统、 设计制造过程及环境影响评估系统等众 多内容汇集到一起， 才能完成集成化技术系统的建构。 4 结束语 在新的历史发展时期，人们除了要关心经济的发展， 还要更加关注生态环境的保护工作， 煤矿生产也要凸显出 绿色化的发展方向。 加强对煤矿机械绿色设计和制造技术 的研究和探索，进一步满足煤矿生产的多方面的发展需 求。 参考文献院 [1]张广阔.煤矿机械的绿色设计与制造技术探讨[J].中国石油 和化工标准与质量， 2018， 38 （09） 154-155. [2]张广阔.煤矿机械的绿色设计与制造技术探讨[J].中国石油 和化工标准与质量， 2018， 38 （09） 154-155. [3]刘建宁.煤矿机械的绿色设计与制造技术研究[J].机电工程 技术， 2017， 46 （08） 227-229. 227