王草是优质的多年生饲草作物,在我国南方地区广泛种植,具有直立簇生的特征,机械化平茬收获难度大。为此,基于王草机械化收获的技术要求,提出了一种驱动系统技术方案,介绍了其结构组成和工作原理,设计研制了驱动系统。经过理论分析与计算,完成了驱动系统的主要参数匹配,并实现了驱动系统的样机搭载。性能试验表明样机最高行驶速度可达9.13 km/h,能够在低速挡位内无级变速,直行偏驶率为4.115%,达到了王草机械化收获的作业要求。

为解决传统喷药机依靠人工驾驶,易引起工作人员中毒的问题,针对履带式果园喷药机,设计了一种喷药机遥控作业系统。遥控系统采用ECU作为控制核心,采用飞控系统替代传统的遥控系统进行无线远距离通信,采用液压阀组控制液压油缸来驱动操纵杆动作,从而实现对喷药机的启停、转向和喷药等远距离操纵。在履带式果园喷药机上集成该系统,对系统进行了性能测试,结果表明系统的有效遥控距离不小于200m,在遥控距离不超过200m的条件下,行走控制响应时间不大于0.6s,遥控距离对系统响应时间几乎没有影响。通过人为切断无线信号的方法,进行了模拟掉线试验,结果表明喷药机在遥控系统掉线后的停车成功率达到100%。系统具有响应快、通信稳定和安全性高的特点,能够满足果园喷药作业要求。

针对船舶脱硫塔壁面附着盐巴清理难、清理环境恶劣等问题,根据需求设计了一种磁吸附履带式盐巴清理机器人的原理样机,帮助工人高效地清理脱硫塔壁面附着的盐巴。基于三维建模软件SolidWorks,建立机器人的三维模型。该机器人由镶嵌有永磁铁的履带、刚刷、电动机和舵机等组成,作业时履带式行走机构吸附在脱硫塔金属壁面上,通过单片机控制传动机构完成清理作业。对该机器人进行静力学和动力学分析,并对机器人进行了静动态安全仿真,为制作工程样机打下基础。

我国分布着密集的输油气管网,一些老旧管网存在着腐蚀、裂纹、断裂等危险情况。对管网进行安全检测成了必要工作。现在市面上有很多管道机器人,但几乎都是固定管径的,只能为特定直径的输油管道服务。为了解决机器人适应不同直径管道问题,同时提高管道机器人对输油管道的检测效率,设计了一种履带式的变径管道机器人。采用连杆机构实现机器人的变径,机器人的变径范围为300~350 mm。基于管道机器人的变径和机械原理要求,对变径管道机器人的履带式行走机构、变径连杆机构、变径传动机构进行设计,最后基于三维建模软件SolidWorks对管道机器人的各个零件进行建模和整体装配,建立机器人的三维模型。该变径管道机器人变径灵活,能适应不同直径的输油管道。

探放水工作是一项要求较高的技术工作,从钻探地点的选取、地质条件分析、施工组织等方面均需详细考虑,而其中钻机的选用与钻探工艺的制定是最为关键的工作。基于此,根据对米山煤矿15103工作面地质条件的分析,选用ZDY3500L(A)型履带式全液压钻机作为探放水设备,利用其爬坡能力强、操作简便的优点制定了相应的探放水措施,并发现了在实际工作中可能出现的问题,大大降低了探放水作业的危险性,为安全生产提供了借鉴经验。

针对现有故障诊断方法在对矿用钻机液压动力故障诊断时,存在诊断结果准确率低,诊断结果与实际结果相差较大的问题,开展矿用钻机液压动力故障诊断方法设计研究。采集矿用钻机信号,并对信号数据预处理;基于专家知识的IFTHEN模糊规则,建立矿用钻机液压动力故障树模型;基于部件故障模糊概率,实现对钻机液压动力故障的诊断。通过实例证明,新的诊断方法在实际应用中得到的诊断结果与实际情况完全相符,具备极高的诊断准确性。

针对设施多元生态立体种植模式对机械化的作业需求,结合该新型种植模式的农艺参数,研制履带式电动作业平台。阐述整机结构与工作原理,对履带动力底盘、液压升降平台等关键部件进行结构设计与动力参数计算,并开发驱动控制系统。对电动作业平台进行行驶速度、续航能力和最小通过圆试验。试验结果表明:电动作业平台达到额定载重200 kg的设计要求;慢速挡平均行驶速度为0.40 m/s,快速挡平均行驶速度为0.98 m/s;100 kg负载下作业续航时间可达4.69 h,锂电池供电稳定;最小通过圆直径为1.54 m,可实现设施多元生态立体种植机械化物资搬运和辅助登高作业。

传统的矿用钻车在工作时需要通过人工换杆,这种方式不但降低了钻车的钻孔效率,而且增加了工人的劳动强度。基于此,设计出了一种新型的煤矿换杆液压钻车。其采用的是全液压驱动模式,行走方式采用履带式,并搭配自动换杆装置。为了进一步验证其可靠性,将其进行了工业性试验。结果表明,该钻车能够很好地完成自动换杆的过程,同时具有结构紧凑的特点,能够实现井下的自由运行。

以神农煤业ZDY6000LD型煤矿用履带式全液压坑道钻机为研究对象,对设备的技术特点和主要技术参数进行了详细分析,对关键的主机、泵站和履带车体部分的结构进行了介绍。将ZDY6000LD型钻机应用在神农煤业15101工作面的工程实践中,开展水害防治工作。实践表明,该设备具有良好的钻进性能和运行精度,实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹之间的偏差不超过5‰,应用效果良好。

履带式行走系统具有牵引力大、接地比压低、爬坡能力强、转弯半径小等优点,在工程机械领域广泛应用。基于某型号履带式高空作业车,详细介绍了该车辆行走液压系统设计方面的内容。使用表明,该设计能满足履带式高空作业车的行走要求。