露天潜孔钻机钻孔自动定位研究

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1、万方数据中图分类号婴垒!UDC622硕士学位论文学校代码!Q§3兰密级公珏露天潜孔钻机钻孔自动定位研究ResearchonAutomaticDrillingPositioningofDown--the··holeDrillingRig作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：史建机械工程车辆工程机电工程学院吴万荣曹中一论文答辩日期出莎答辩委员会主康幽氐中南大学二。一四年五月万方数据学位论文原创性声明ⅢIlilllllllllllllfJIllllllilrlflllllIJllllIPilrY2687936本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行

2、的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：遮垒．日期：兰生生年上月乒日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

3、，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：遮盔．日期：竺丝年』月乒日导师签名必导师签名芝∑野日期：丝年』月互日万方数据露天潜孔钻机钻孔自动定位研究摘要：露天潜孔钻机具有适用范围广、钻孔深、钻孔直径大等优点，是露天矿山开采过程中广泛采用的钻孔设备。钻孔定位的速度和精度是影响施工效率和质量的主要因素之一，但目前钻孔定位多由人工操作完成，定位精度差、效率低。本文以实现露天潜孔钻机钻孔自动定位为研究目标，对露天潜孔钻机钻孔定位和定位控制进行理论研究，并进行建模仿真和实验验证。首先，对露天潜孔钻机钻孔自动定位方法进行了描述，结合现有定位技术的特点

4、和适用性，提出了基于两标杆激光扫描定位的方案；针对激光扫描定位可能会出现扫描盲区，提出了采用航位推算定位(DR定位)进行过渡的方案。其次，针对提出的基于两标杆激光扫描定位和DR定位的方案，建立了激光扫描定位系统和DR定位系统，对定位系统的组成部分和工作原理进行了分析；构建了激光扫描定位和DR定位的定位模型，推导出了定位算法；分析了各误差源对定位精度的影响，建立了误差模型并进行了仿真，得出了各误差源与钻孔定位误差的定量关系，为传感器精度的选择和钻孔定位误差分析提供了理论依据；提出了钻孔定位控制方案，重点研究了工作机构定位控制，构建了工作机构电液比例控制系统数学模型，设计了PID控制器，

5、并通过MATLAB工具箱对工作机构定位控制进行了仿真，验证了定位控制方案的可行性。最后，搭建了露天潜孔钻机钻孔自动定位实验平台，对提出定位方案的可行性进行了实验验证，对露天潜孔钻机工作机构的定位控制进行了实验研究。实验结果表明，所提出的露天潜孔钻机钻孔定位和定位控制方案能够实现露天潜孔钻机钻孔自动定位，验证了理论研究的正确性。关键词：露天潜孔钻机；钻孔自动定位；激光扫描定位；DR定位；定位控制分类号：TD41万方数据ResearchonAutomaticDrillingPositioningofDown·-the··holeDrillingRigAbstract：Down-the．h

6、ole(DTH)drillingrighasbeenwidelyusedintheminingprocess，becauseitsadvantagesofwideapplicationrange，drillingdeepandlargedrillingdiameter．ThedrillingpositioningspeedandaccuracyiSoneofthemainfactorswhichaffecttheefficiencyandqualityofminingconstruction．Butthedrillingpositioningismostdonebymanualope

7、rationatpresent，whichledtolowefficiencyandpooraccuracy．InordertoachieveautomaticdrillingpositioningofDTHdrillingrig，theoreticalanalysis，simulationanalysisandexperimentalverificationofDTHdrillingpositionandcontr01wereconducted．Firs