掘进机智能化实际操作仿真模拟装置,煤矿业安全技术培训装置

掘进机智能化实际操作仿真模拟装置,煤矿业安全技术培训装置

一、简述

为坚决贯彻国家煤矿安全监察局煤安全监管行管〔2016〕19号“煤矿业特殊工种安全生产技术操作过程测试规范”，推动煤矿业特殊工种理论考试顺利推进，生产设计现在市场前沿的机器。

掘进机智能化实际操作仿真模拟装置以模拟仿真掘进机为本体，与智能化在线考试系统联接，对学员开展培训考评。考评完成后，系统评分，并上传到测试终端设备，对数据进行信息化管理。可以完备的反映全部开掘作业标准的定期检查实际操作工作内容，帮助学员真实学习到矿井开掘工作中的各类行为准则和技能水平。完成虚拟环境与模拟仿真掘进机互动交流，界面与实际操作一一对应，不仅有代入感，还有互动性，并随着情景声效，特效。

掘进机智能化实际操作仿真模拟装置系统软件详细，既能够满足考评，又能够满足技术培训。具备自觉性，即：在关掉电脑考评模式中，机器设备正常运行，不受影响技术培训。机器设备尺寸合乎实际操作考核标准，可以保持与实际一致的出手实际操作，所采用生产制造原料能够满足机器的耐用度。

安全管理系统可以随时远程控制进到学生机器设备，对学生实际操作情况做好立即监管，交卷系统得分并提交考试成绩，既克服了现实生活中不能提供充足的地方、机器设备、考试题等一系列问题，又保证了全部面试过程的安全性。

二、设计要点及规范

掘进机智能化实际操作仿真模拟装置设计要点：国家煤矿安全监察局下发煤矿业特殊工种安全生产技术操作过程测试规范（煤安全监管行管〔2016〕19号）之煤矿业掘进机实际操作施工安全技术性操作过程测试规范

掘进机工作前安全大检查（通称K1）

掘进机安全操作规程（通称K2）

出题方法，由K1，K22个学科构成考卷。

考试分数总分成100分，80多分为达标。

考试报名时间:不得超过为30min。

三、系统构成及作用

（一）掘进机实际操作工作硬件配置：

1、模拟仿真掘进机：

模拟仿真掘进机按实体模拟仿真制做，能很清楚的表明掘进机外型形状运行全过程，与此同时立即体现此设备操作流程及安全管理措施。电动式演试各系统软件工作原理，模拟操作过程。主体选用金属材料制做，机器设备表层金属烤漆。

1.组成

主要是由截割部、铲板部、第一运输飞机、本体部、走动部、后支撑点部、液压传动系统、喷雾系统、电气控制系统构成。

（1）截割部

截割部由截割头、伸缩式部、截割减速机等构成。截割头为圆锥台形，截割头较大直径为200mm,长300mm，则在圆上遍布18把镐形截齿，截割头根据单健槽和联轴器与主轴轴承联接。伸缩式部位于截割头和截割减速器正中间，根据伸缩式油缸使截割头具备100mm的伸缩式行程安排。截割电机电压220V,输出功率25W。

（2）铲板部

铲板部是通过铲板本体、侧铲板、铲板推动装置、从动齿轮装置等构成。根据2个减速机推动星轮，每台减速机工作电压220V,输出功率25W，把截割出来的原材料放到第一运输飞机内。铲板部是用两个减速机各自推动星轮完成耙装运动。两边铲板与铲板本体釆用焊接方法连接在一起，铲板顶级在铲板油缸影响下可以实现往上伸出，往下间谍。铲板由侧铲板、铲板本体构成，铲板根据伸缩式油缸使铲板往上伸出300mm，油缸伸缩式行程安排80mm。

（3）第一运输飞机

第一运输飞机坐落于人体中间，是多边链刮板式运输飞机。运输飞机由外流槽、后流槽、刮板链部件、拉紧装置、推动装置等构成；前、后流槽选用插槽连接。由减速机驱动链轮，根据圆环链，完成模拟运输工作。推动装置工作电压220V,输出功率25W

（4）本体部

本体部位于人体的中间，主要是由回转工作台、回转轴承、本体架、轴套、套、螺栓紧固等构成。各件关键釆用焊接件，与各部件相联接具有框架功效。

回转工作台上端耳朵与截割电动机相接、下边耳朵与截割调节油缸相接，根据回转轴承及调节油缸来调节截割范畴。本体架前侧耳朵与铲板本体及铲板油缸相互连接，由油缸操纵铲板的伸出及下卧。本体的右边配有液压传动系统的泵房，左边配有操纵台，内部结构配有第一运输飞机，则在两侧下边各自配有走动部，后侧配有后支撑部。

（5）走动部

走动部有平衡轮、涨紧轮、辅助轮、主动轮构成，选用两部油马达推动履带式完成走动。履带式釆用滚珠丝杠调节拉紧。

（6）后支撑点部

后支撑部由支撑架、后支撑模板支撑、支撑腿、连接架、轴套、轴套、地脚螺栓等构成。各件关键釆用焊接件，拼装一起与本体部连接。后支撑选用油缸推动，行程安排80mm。

（7）液压传动系统

液压传动系统包含液压油滤芯、主阀、多路阀、液压机主导操纵台、油马达、油缸、冷却塔和各油管总成、高压胶管总成、连接头、液压密封件，气压表等。

①液压机系统的作用

1）液压油箱设计容量12L,配有呼吸面罩、主回油过滤器、液位变送器等液压机辅助件。

2）变矩器为径向柱塞马达，根据走动油马达推动整个设备走动。

3）推动油缸完成截割头上、下、左、右挪动及伸缩式。

4）星轮电机在减速机的推动下，推动星轮旋转。

5）一运电机在减速机的推动下，推动一运行动。

6）推动油缸完成铲板的调节与后支撑腿的调节。

7）主阀釆用单泵，为主导油道及操纵油道给予齿轮油源。

8）分配阀坐落于操纵台内，在液控阀的操作配合下使每个执行器造成相对应姿势。

②汽油泵和油马达

泵房是通过2.2KW电机推动，根据汽油泵将工作压力油各自送至截割部、铲板部、走动部、后支撑部各油马达和油缸。该设备一共有9个主油缸,配有卸压阀门。

③操纵台

控制观众席配有一组七联，根据摇杆进行各油缸及油马达动作。本操纵台为我司自立自强产品研发，依据人体工学制定，釆用整套知名品牌摇杆及阀，外观设计美观大方，操作舒服，特性靠谱，安装维修便捷。

④油缸的过负荷保护

为避免油缸过负荷而导致的毁坏，在各个液压换向阀内部结构附加有负载调速阀。

（8）喷雾系统

选用模拟灯光喷雾系统

（9）电气控制系统

电气控制系统有电气控制柜、单片机控制系统软件、传动系统、液压执行元件、控制电路等构成。

①控制电源：

控制电源，大多为自动控制系统给予所需要的工作中开关电源。一次侧为AC220V,二次侧为DC12V。

②控制电路：

控制电路要以单片机设计为基础，它接纳各键入电子器件的配置信息，根据程序编写测算，对自己所掌控的电子器件传出姿势命令，完成对机器的逻辑控制。为了能可以信赖，在控制电路中设立了小型继电器。

2.作用

①运输。

②激光切割臂：上、中、下；左、中、右；伸、中、缩。

③切割头的转动。

④星轮的转动。

⑤人体的挪动：前行、终止、倒退；左拐、右拐。

⑥照明灯具。

⑦前铲：升、中、落。

⑧后撑：上、中、下。

⑨完成L波段煤层气关闭电源仪的报案和关闭电源。

3.性能指标

名字 性能指标

工作标准电压 380V

工作中液压机 0.6Mpa

阀门卸载掉工作压力 5-6Mpa

额定功率 7.5KW

总重量 1000KG

行驶速度 10-20m/min

爬坡性能 ±30度

激光切割壁晃动视角 上下30度

材料 实体模型主体为钢架结构

缸种类 金属材料液压油缸，表面解决防瓷喷漆

家用电器规范 国家标准配备

操作门板 UV材料

4.规格型号

模拟仿真掘进机规格型号：3300mm×900mm×1300mm

2、智能控制系统一部分：

选用21.5英尺超清液晶屏触摸显示屏，以触碰取代电脑鼠标的方式，摆脱计算机操作限制，提升人机交互技术的现实感。显示屏内置音响设备，声音可以自行调整，给予清楚声音特效的前提下，防止几台机器设备与此同时工作的时候相互之间发生影响。

（1）表明一部分：

屏种类 LED背光灯 液晶显示屏 A规

规格 21.5英尺(16:9)

表明地区 478 (H)×269.5 (V)

屏幕分辨率 1920*1080 P

VGA 键入、导出 外置计算机VGA 键入，内部结构计算机VGA 导出（投影机等）

HDMI键入、导出 外置计算机HDMI键入，内部结构计算机HDMI 导出

触碰作用 全新升级投影式液晶屏，10点触碰，适用多一点动作；

表明 PC 高清HDMI 数据信号1080P

触摸技术 投影式电容器技术性（电容式触摸屏）

触碰等级 标准配置10点触碰,可以实现放大缩小照片等多点触控作用

电源插头 12V

梳状过滤器 3D COMB filter（3D过滤减噪）

使用期限 > 50000钟头

（2）服务器一部分：选用嵌入式一体机，服务器全部采用知名品牌服务器，i5四核高频率Cpu，8G内存条，在保证系统运转平稳，硬件安装坚固靠谱的前提下，充分运用该系统的高品质三维场景界面，为消费者提供更高水平的互动操作界面。

（3）二代身份证识别设备：在开展考核操作时，需要使用身份证认证系统实现身份核实，验证通过后，可以进入考核系统软件，在考核结束后，可将身份证信息考核考试成绩，一起存放并装包上传至网络服务器，做信息化管理。

1：合乎GA450-2013台型住户身份证阅读器通用技术规定，适配ISO14443（TypeB）规范；

2：读取响应速度：<1s；

3：阅读文章间距:0～30mm；

4：电源规格:USB(DC 5V)；

5：输出功率：13.56MHZ（fc）；

6：使用场景：操作温度：0℃～45℃；空气湿度：20%～80%RH；

7：推荐平台：WIN7/WIN10

（二）掘进机操作作业软件：

系统主体包括下列控制模块：教学方式，培训模式，考核方式。均根据掘进机操作施工安全技术性具体操作测试规范来设计。

（1）手机软件场景下素材均依据煤矿业掘进机、综掘工作台面情景1:1百分比开展建模设计制做，严格执行测试规范来设计。

（2）软件管理系统具备制定有效，运转平稳安全可靠，传送数据高效率平稳，互动交流操作回应快速，操作简易，环保无污染等优点。

（3）虚拟环境与硬件资源互动交流，界面与操作一一对应，并随着回应的画面声效，特效，及其必须的语音文字提醒。

（4）系统软件自身达到掘进机操作工作基本规范标准，可以进行掘进机的前进后退，掘进机回转台手臂操纵，掘进机铲板与后支撑调节，皮带输送机，第二运输飞机等运输设备的模拟操作。

（5）培训模式下，系统将以光控，文本，标志的方式，对每一步开展操作正确引导，考核新项目解读，操作提醒，不正确改正，完成“无老师化”的培训模式。

（6）考核模式中，系统软件除开给予必须的语音文字正确引导外，不容易给予涉及到实际考试试题提示，全靠操作工作人员练习和对考研标准化的记忆力，完成考核题型，并且在考核结束后，可将身份证信息和考核考试成绩，提交并贮存至网络服务器，对数据进行信息化管理。

（7）练习和考核全过程，提醒查验自然环境时，应用手指点击触摸显示屏的方式，查验三维场景里的控制点。

（8）在练习和考核环节中，必须出手操作开关按键等操纵一部分时，应用掘进机操作平台中开关按键，及其高仿真模拟的掘进机操作摇杆，进行相匹配操作。

（9）考核环节中，若联接考核终端设备智能管理系统，即在管理系统上，可对当前考核界面开展远程查看与控制。

(10)软件管理系统传送到考核管理系统，可对考研员工进行信息化管理。管理的功能包含人员信息采集，工作人员技术工种，企业等基本参数，考核分配，测试信息存储，考核状态监测，招考信息查看，打印出，删掉，提升，改动。

四、可实际操作的学科及具体内容

掘进机工作前安全大检查（简称K1）

施工环境安全大检查（简称K1-1）

运作设备安全大检查（简称K1-2）

试运转安全性操作（简称K1-3）

掘进机安全性操作（简称K2）

开机安全性操作（简称K2-1）

截割安全性操作（简称K2-2）

关机安全性操作（简称K2-3）

下班安全性操作（简称K2-4）

可以满足技术培训。

五、整体规格型号

规格型号：3300mm×900mm×1300mm