刘鹏
- 作品数：14 被引量：80H指数：4
- 供职机构：西安科技大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：陕西省自然科学基金国家自然科学基金陕西省教育厅科研计划项目更多>>
- 相关领域：矿业工程机械工程文化科学理学更多>>
- 并联结构系统可靠性分析的非概率等效平面法
- 2021年
- 采用椭球模型描述结构不确定变量,提出一种并联结构系统可靠性分析的非概率等效平面法。首先,基于两个极限状态平面等效为一个极限状态平面的思想,给出等效非概率可靠性指标和等效单位法向量的解析公式;其次,考虑到等效过程受失效模式排序的影响,提出一种按失效模式相关系数从大到小排序的自适应组合策略;最后,通过一个数值算例和一个工程算例验证文中方法有效可行。
- 乔心州赵悦刘鹏方秀荣
- 关键词：可靠性分析自适应策略
- 煤矿巷道瓦斯气体浓度分布重建方法研究
- 2021年
- 为了揭示煤矿巷道瓦斯气体浓度分布规律,提出一种基于高斯烟羽模型的煤矿巷道瓦斯气体浓度分布重建方法。该方法根据煤矿巷道环境特点,采用虚拟像源法,引入巷道空间结构对气体的反射作用,建立煤矿巷道有限空间高斯烟羽模型,参照Pasquill-Gifford气体扩散系数表达式构建煤矿巷道瓦斯气体扩散系数函数;采用Sobol′方法对模型参数进行敏感性分析,得到各参数的总效应指数,并引入气体涌出速度调整参数β;采用粒子群算法对扩散系数及β进行寻优,得到扩散系数和β的最优拟合,以进一步优化瓦斯气体在当前空间的扩散模型,提高模型预测精度,达到重建此空间瓦斯气体浓度分布的目的。实验结果表明,该方法能较好地重建煤矿巷道瓦斯气体浓度分布,对实现煤矿智能检测提供更好的理论支撑。
- 聂珍马宏伟马宏伟
- 关键词：煤矿巷道瓦斯粒子群算法
- 基于蓝墨云班课的《机电传动与控制》翻转课堂教学改革实践被引量：3
- 2019年
- 《机电传动与控制》是机械设计制造及自动化专业的核心课程,该课程综合性和实践性较强,实践证明采用"以教师讲授为主"的教学模式教学效果不理想。为了提高该课程的教学效果,本文探索了一种基于蓝墨云班课的翻转课堂教学模式和以工程案例为主线的教学方法。通过基于蓝墨云班课的翻转课堂教学模式,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的团队协作能力和沟通表达能力。采用以工程案例为主线的教学方法和设计综合性实验,提高了学生综合运用知识解决工程实践问题的能力。
- 毛清华张旭辉樊红卫王川伟刘鹏
- 关键词：机电传动工程案例
- 柔索驱动拣矸机器人最小索拉力等值曲面研究被引量：4
- 2020年
- 中国煤炭赋存条件复杂,由于煤层夹矸、开采导致夹矸等原因,直接影响商品煤的质量,若直接燃烧会造成严重的环境污染,因此从原煤中分拣矸石任务艰巨,势在必行。但目前煤与矸石的分离工作主要依靠人工完成,存在生产环境恶劣,工人劳动强度大等问题,为了解决目前煤矸石分拣难题,提出柔索驱动拣矸机器人方案,实现煤矸石的“快、准、稳”分拣。首先,以索拉力最小方差为目标研究拣矸机器人冗余柔索拉力优化求解方法,提出以最小索拉力为基础的3个索拉力性能指标,研究最小索拉力在机器人工作空间竖直中线、水平切面以及整个工作空间的分布规律,进而对拣矸机器人的稳定性进行定性评价。其次,基于最小索拉力,定义并求解最小索拉力工作空间。拣矸机器人末端抓斗处于最小索拉力工作空间等值曲面内部,满足预定的稳定性要求。最后,仿真分析最小索拉力等值曲面的分布特征与规律,拣矸机器人末端抓斗处于最小柔索拉力所形成的等值曲面内部,满足预定的稳定性要求。研究结果为柔索驱动拣矸机器人的进一步应用奠定理论基础。
- 刘鹏刘鹏马宏伟乔心州张凡武琛琛
- 关键词：稳定性
- 离散变量桁架非概率可靠性优化设计被引量：1
- 2021年
- 相较于连续变量优化设计,离散变量优化设计能够给出更符合工程实际需求的结果。本文采用区间变量描述结构不确定参数,提出一种离散变量桁架非概率可靠性优化设计方法。首先,建立了以杆件横截面积为离散设计变量,以桁架重量为目标函数,具有非概率可靠性指标约束的结构优化设计模型。其次,采用分段惩罚函数对离散变量进行连续化处理,得到相应的连续变量优化设计模型。最后,运用了均值点推导了非概率可靠性指标的近似解析公式,并采用序列二次规划法对优化模型进行求解。两个算例分析结果表明所提方法有效的提高了计算效率,为离散变量桁架优化设计提供了一种新的思路。
- 乔心州黄兴刘鹏方秀荣
- 关键词：优化设计离散变量非概率可靠性
- 煤矿智能掘进机器人数字孪生系统研究及应用被引量：26
- 2020年
- 针对煤矿井下巷道掘进过程中环境复杂多变,存在掘进效率低下、智能化程度不高等问题,论文提出了一种基于数字孪生技术的煤矿井下智能掘进机器人监控技术。在数字孪生体技术通用参考框架的指导下搭建了智能掘进数字孪生系统参考框架,分析了面向掘进的数字孪生系统成熟度模型,通过对智能掘进机器人系统及其组件进行数字孪生实例化设计,实现智能掘进机器人群掘-支-运平行作业协同控制。为了适应陕北地区的复杂地质条件,设计了盾体式临时支护+横轴式掘进机的智能掘进机器人并介绍了其各组成部分工作原理。设计了智能掘进机器人数字孪生系统控制架构,详细描述了其数据感知模型。并以小保当矿业有限公司智能掘进机器人系统为应用案例,展示了智能掘进机器人数字孪生系统的研究和应用情况。研究显示该系统可适应复杂地质条件下多机器人掘-支-运平行作业协同控制,结合虚拟现实有效整合多源数据,可实现多机器人掘进过程的智能感知与远程控制,有效提升巷道掘进的智能化水平,保障巷道掘进效率和成型质量。
- 张超张旭辉毛清华马宏伟杜昱阳陈晓晶夏晶夏晶王川伟王川伟薛旭升曹现刚田海波
- 关键词：远程控制
- 粒子群优化与Kriging模型相结合的结构非概率可靠性分析
- 2022年
- 针对复杂结构可靠性分析中面临的隐式功能函数和小样本问题,提出了一种粒子群优化和Kriging模型相结合的结构非概率可靠性分析方法.采用多维椭球描述结构不确定参数,运用粒子群优化对模型相关参数进行求解,并构建隐式功能函数的Kriging模型进行可靠性分析.三个算例结果表明所提方法有效可行,精度和效率均优于基于Kriging模型的非概率可靠性分析方法.
- 乔心州陈永婧刘鹏方秀荣
- 关键词：粒子群优化KRIGING模型非概率可靠性分析
- 大跨度完全约束空间3-DOF柔索驱动并联机器人稳定性灵敏度研究被引量：2
- 2022年
- 由于驱动柔索的柔性和单向约束特性,以及柔索悬垂的影响,大跨度完全约束空间3-DOF柔索驱动并联机器人稳定性面临着严峻挑战。该文建立此种机器人的稳定性评价模型及其稳定性灵敏度分析模型,探索并分析末端执行器位置和柔索驱动力等因素对机器人稳定性的影响程度。首先,基于机器人运动学和动力学模型,提出稳定性位置和柔索驱动力影响因子,建立稳定性评价模型。其次,采用灰色关联分析方法建立机器人稳定性灵敏度分析模型,提出采用关联度研究和衡量机器人末端执行器位置和柔索驱动力等参数对机器人稳定性的影响程度。最后,以大跨度4索驱动摄像机器人为例,对所建立的稳定性评价模型和敏感度分析模型进行仿真研究。结果表明:摄像机器人稳定性对驱动力影响因素的敏感度较大,其次为位置影响因素,其中稳定性对末端摄像平台y方向位移的关联度最小。研究结果为大跨度完全约束空间3-DOF柔索驱动并联机器人运动轨迹的稳健优化设计与运动控制提供了指导方向。
- 刘鹏刘鹏
- 关键词：稳定性灵敏度灰色关联分析
- 柔索驱动拣矸机器人抓取轨迹规划研究
- 2023年
- 依据矸石分拣过程和特点,提出一种柔索驱动拣矸机器人的抓取轨迹规划方案。建立柔索驱动拣矸机器人运动学模型,仿真分析验证了模型的正确性,为末端抓斗的运动轨迹是否符合索长变化规律提供判定依据。根据矸石与皮带运输机同步运动的特性、矸石仓位置及拣矸机器人工作空间几何中心受力最佳等条件,将末端抓斗的抓取轨迹规划为启动段、准备段、抓矸段和置矸段;并针对各段不同的运动特点,采用S型速度曲线和五次多项式组合的轨迹规化方法,对末端抓斗的四段运动进行规划。对规划的轨迹方案进行仿真,结果表明,末端抓斗的运动轨迹、速度和加速度连续,索长变化光滑连续,且轨迹参数能适应矸石在皮带运输机上的不同分布情况。
- 乔心州龚莉刘鹏
- 基于故障树的柔索驱动拣矸机器人系统分拣可靠性研究被引量：1
- 2022年
- 拣矸机器人的分拣可靠性与煤的品质及分拣效率息息相关,对拣矸机器人系统分拣可靠性进行研究十分必要。现有机器人系统可靠性研究主要是针对其结构可靠性进行研究,而没有对其工作任务可靠性即分拣可靠性进行研究。针对该问题,以柔索驱动拣矸机器人系统为研究对象,采用故障树分析法对其分拣可靠性进行研究。首先,从拣矸机器人系统的结构出发,分析了拣矸机器人系统分拣故障的原因,采用演绎法构建拣矸机器人系统的分拣故障树;然后,将故障树底事件发生概率考虑为区间变量,根据区间性质、运算法则和顶事件的概率表达式得到分拣故障树顶事件概率区间参数,结合设计要求计算出反映拣矸机器人系统分拣可靠性的非概率可靠性指标;最后,基于非概率可靠性指标公式及模糊重要度定义,提出了一种区间重要度指标,对分拣故障树底事件的区间重要度进行求解并排序,结果表明分拣可靠性满足拣矸机器人可靠分拣要求,煤矸石流瞬时含矸率增大和工业相机故障是影响其分拣可靠性的重要因素。根据非概率可靠性指标计算结果和区间重要度排序找出了拣矸机器人系统的薄弱环节,并针对薄弱环节提出了3个改进措施:在分拣前对煤矸石流振荡混合;根据识别的矸石信息,智能控制带式输送机带速;在拣矸机器人系统中增加备用工业相机。
- 乔心州武琛琛刘鹏樊红卫毛清华
- 关键词：故障树非概率可靠性
