掘進(jìn)機(jī)智能化實(shí)際操作仿真模擬裝置,煤礦業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)裝置

掘進(jìn)機(jī)智能化實(shí)際操作仿真模擬裝置,煤礦業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)裝置

一、簡(jiǎn)述

為堅(jiān)決貫徹國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局煤安全監(jiān)管行管〔2016〕19號(hào)“煤礦業(yè)特殊工種安全生產(chǎn)技術(shù)操作過(guò)程測(cè)試規(guī)范”，推動(dòng)煤礦業(yè)特殊工種理論考試順利推進(jìn)，生產(chǎn)設(shè)計(jì)現(xiàn)在市場(chǎng)前沿的機(jī)器。

掘進(jìn)機(jī)智能化實(shí)際操作仿真模擬裝置以模擬仿真掘進(jìn)機(jī)為本體，與智能化在線考試系統(tǒng)聯(lián)接，對(duì)學(xué)員開(kāi)展培訓(xùn)考評(píng)。考評(píng)完成后，系統(tǒng)評(píng)分，并上傳到測(cè)試終端設(shè)備，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理?？梢酝陚涞姆从橙块_(kāi)掘作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定期檢查實(shí)際操作工作內(nèi)容，幫助學(xué)員真實(shí)學(xué)習(xí)到礦井開(kāi)掘工作中的各類(lèi)行為準(zhǔn)則和技能水平。完成虛擬環(huán)境與模擬仿真掘進(jìn)機(jī)互動(dòng)交流，界面與實(shí)際操作一一對(duì)應(yīng)，不僅有代入感，還有互動(dòng)性，并隨著情景聲效，特效。

掘進(jìn)機(jī)智能化實(shí)際操作仿真模擬裝置系統(tǒng)軟件詳細(xì)，既能夠滿足考評(píng)，又能夠滿足技術(shù)培訓(xùn)。具備自覺(jué)性，即：在關(guān)掉電腦考評(píng)模式中，機(jī)器設(shè)備正常運(yùn)行，不受影響技術(shù)培訓(xùn)。機(jī)器設(shè)備尺寸合乎實(shí)際操作考核標(biāo)準(zhǔn)，可以保持與實(shí)際一致的出手實(shí)際操作，所采用生產(chǎn)制造原料能夠滿足機(jī)器的耐用度。

安全管理系統(tǒng)可以隨時(shí)遠(yuǎn)程控制進(jìn)到學(xué)生機(jī)器設(shè)備，對(duì)學(xué)生實(shí)際操作情況做好立即監(jiān)管，交卷系統(tǒng)得分并提交考試成績(jī)，既克服了現(xiàn)實(shí)生活中不能提供充足的地方、機(jī)器設(shè)備、考試題等一系列問(wèn)題，又保證了全部面試過(guò)程的安全性。

二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及規(guī)范

掘進(jìn)機(jī)智能化實(shí)際操作仿真模擬裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)：國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局下發(fā)煤礦業(yè)特殊工種安全生產(chǎn)技術(shù)操作過(guò)程測(cè)試規(guī)范（煤安全監(jiān)管行管〔2016〕19號(hào)）之煤礦業(yè)掘進(jìn)機(jī)實(shí)際操作施工安全技術(shù)性操作過(guò)程測(cè)試規(guī)范

掘進(jìn)機(jī)工作前安全大檢查（通稱K1）

掘進(jìn)機(jī)安全操作規(guī)程（通稱K2）

出題方法，由K1，K22個(gè)學(xué)科構(gòu)成考卷。

考試分?jǐn)?shù)總分成100分，80多分為達(dá)標(biāo)。

考試報(bào)名時(shí)間:不得超過(guò)為30min。

三、系統(tǒng)構(gòu)成及作用

（一）掘進(jìn)機(jī)實(shí)際操作工作硬件配置：

1、模擬仿真掘進(jìn)機(jī)：

模擬仿真掘進(jìn)機(jī)按實(shí)體模擬仿真制做，能很清楚的表明掘進(jìn)機(jī)外型形狀運(yùn)行全過(guò)程，與此同時(shí)立即體現(xiàn)此設(shè)備操作流程及安全管理措施。電動(dòng)式演試各系統(tǒng)軟件工作原理，模擬操作過(guò)程。主體選用金屬材料制做，機(jī)器設(shè)備表層金屬烤漆。

1.組成

主要是由截割部、鏟板部、第一運(yùn)輸飛機(jī)、本體部、走動(dòng)部、后支撐點(diǎn)部、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。

（1）截割部

截割部由截割頭、伸縮式部、截割減速機(jī)等構(gòu)成。截割頭為圓錐臺(tái)形，截割頭較大直徑為200mm,長(zhǎng)300mm，則在圓上遍布18把鎬形截齒，截割頭根據(jù)單健槽和聯(lián)軸器與主軸軸承聯(lián)接。伸縮式部位于截割頭和截割減速器正中間，根據(jù)伸縮式油缸使截割頭具備100mm的伸縮式行程安排。截割電機(jī)電壓220V,輸出功率25W。

（2）鏟板部

鏟板部是通過(guò)鏟板本體、側(cè)鏟板、鏟板推動(dòng)裝置、從動(dòng)齒輪裝置等構(gòu)成。根據(jù)2個(gè)減速機(jī)推動(dòng)星輪，每臺(tái)減速機(jī)工作電壓220V,輸出功率25W，把截割出來(lái)的原材料放到第一運(yùn)輸飛機(jī)內(nèi)。鏟板部是用兩個(gè)減速機(jī)各自推動(dòng)星輪完成耙裝運(yùn)動(dòng)。兩邊鏟板與鏟板本體釆用焊接方法連接在一起，鏟板頂級(jí)在鏟板油缸影響下可以實(shí)現(xiàn)往上伸出，往下間諜。鏟板由側(cè)鏟板、鏟板本體構(gòu)成，鏟板根據(jù)伸縮式油缸使鏟板往上伸出300mm，油缸伸縮式行程安排80mm。

（3）第一運(yùn)輸飛機(jī)

第一運(yùn)輸飛機(jī)坐落于人體中間，是多邊鏈刮板式運(yùn)輸飛機(jī)。運(yùn)輸飛機(jī)由外流槽、后流槽、刮板鏈部件、拉緊裝置、推動(dòng)裝置等構(gòu)成；前、后流槽選用插槽連接。由減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪，根據(jù)圓環(huán)鏈，完成模擬運(yùn)輸工作。推動(dòng)裝置工作電壓220V,輸出功率25W

（4）本體部

本體部位于人體的中間，主要是由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)軸承、本體架、軸套、套、螺栓緊固等構(gòu)成。各件關(guān)鍵釆用焊接件，與各部件相聯(lián)接具有框架功效。

回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上端耳朵與截割電動(dòng)機(jī)相接、下邊耳朵與截割調(diào)節(jié)油缸相接，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸承及調(diào)節(jié)油缸來(lái)調(diào)節(jié)截割范疇。本體架前側(cè)耳朵與鏟板本體及鏟板油缸相互連接，由油缸操縱鏟板的伸出及下臥。本體的右邊配有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的泵房，左邊配有操縱臺(tái)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)配有第一運(yùn)輸飛機(jī)，則在兩側(cè)下邊各自配有走動(dòng)部，后側(cè)配有后支撐部。

（5）走動(dòng)部

走動(dòng)部有平衡輪、漲緊輪、輔助輪、主動(dòng)輪構(gòu)成，選用兩部油馬達(dá)推動(dòng)履帶式完成走動(dòng)。履帶式釆用滾珠絲杠調(diào)節(jié)拉緊。

（6）后支撐點(diǎn)部

后支撐部由支撐架、后支撐模板支撐、支撐腿、連接架、軸套、軸套、地腳螺栓等構(gòu)成。各件關(guān)鍵釆用焊接件，拼裝一起與本體部連接。后支撐選用油缸推動(dòng)，行程安排80mm。

（7）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)包含液壓油濾芯、主閥、多路閥、液壓機(jī)主導(dǎo)操縱臺(tái)、油馬達(dá)、油缸、冷卻塔和各油管總成、高壓膠管總成、連接頭、液壓密封件，氣壓表等。

①液壓機(jī)系統(tǒng)的作用

1）液壓油箱設(shè)計(jì)容量12L,配有呼吸面罩、主回油過(guò)濾器、液位變送器等液壓機(jī)輔助件。

2）變矩器為徑向柱塞馬達(dá)，根據(jù)走動(dòng)油馬達(dá)推動(dòng)整個(gè)設(shè)備走動(dòng)。

3）推動(dòng)油缸完成截割頭上、下、左、右挪動(dòng)及伸縮式。

4）星輪電機(jī)在減速機(jī)的推動(dòng)下，推動(dòng)星輪旋轉(zhuǎn)。

5）一運(yùn)電機(jī)在減速機(jī)的推動(dòng)下，推動(dòng)一運(yùn)行動(dòng)。

6）推動(dòng)油缸完成鏟板的調(diào)節(jié)與后支撐腿的調(diào)節(jié)。

7）主閥釆用單泵，為主導(dǎo)油道及操縱油道給予齒輪油源。

8）分配閥坐落于操縱臺(tái)內(nèi)，在液控閥的操作配合下使每個(gè)執(zhí)行器造成相對(duì)應(yīng)姿勢(shì)。

②汽油泵和油馬達(dá)

泵房是通過(guò)2.2KW電機(jī)推動(dòng)，根據(jù)汽油泵將工作壓力油各自送至截割部、鏟板部、走動(dòng)部、后支撐部各油馬達(dá)和油缸。該設(shè)備一共有9個(gè)主油缸,配有卸壓閥門(mén)。

③操縱臺(tái)

控制觀眾席配有一組七聯(lián)，根據(jù)搖桿進(jìn)行各油缸及油馬達(dá)動(dòng)作。本操縱臺(tái)為我司自立自強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)，依據(jù)人體工學(xué)制定，釆用整套知名品牌搖桿及閥，外觀設(shè)計(jì)美觀大方，操作舒服，特性靠譜，安裝維修便捷。

④油缸的過(guò)負(fù)荷保護(hù)

為避免油缸過(guò)負(fù)荷而導(dǎo)致的毀壞，在各個(gè)液壓換向閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)附加有負(fù)載調(diào)速閥。

（8）噴霧系統(tǒng)

選用模擬燈光噴霧系統(tǒng)

（9）電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)有電氣控制柜、單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓執(zhí)行元件、控制電路等構(gòu)成。

①控制電源：

控制電源，大多為自動(dòng)控制系統(tǒng)給予所需要的工作中開(kāi)關(guān)電源。一次側(cè)為AC220V,二次側(cè)為DC12V。

②控制電路：

控制電路要以單片機(jī)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，它接納各鍵入電子器件的配置信息，根據(jù)程序編寫(xiě)測(cè)算，對(duì)自己所掌控的電子器件傳出姿勢(shì)命令，完成對(duì)機(jī)器的邏輯控制。為了能可以信賴，在控制電路中設(shè)立了小型繼電器。

2.作用

①運(yùn)輸。

②激光切割臂：上、中、下；左、中、右；伸、中、縮。

③切割頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。

④星輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。

⑤人體的挪動(dòng)：前行、終止、倒退；左拐、右拐。

⑥照明燈具。

⑦前鏟：升、中、落。

⑧后撐：上、中、下。

⑨完成L波段煤層氣關(guān)閉電源儀的報(bào)案和關(guān)閉電源。

3.性能指標(biāo)

名字 性能指標(biāo)

工作標(biāo)準(zhǔn)電壓 380V

工作中液壓機(jī) 0.6Mpa

閥門(mén)卸載掉工作壓力 5-6Mpa

額定功率 7.5KW

總重量 1000KG

行駛速度 10-20m/min

爬坡性能 ±30度

激光切割壁晃動(dòng)視角 上下30度

材料 實(shí)體模型主體為鋼架結(jié)構(gòu)

缸種類(lèi) 金屬材料液壓油缸，表面解決防瓷噴漆

家用電器規(guī)范 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)配備

操作門(mén)板 UV材料

4.規(guī)格型號(hào)

模擬仿真掘進(jìn)機(jī)規(guī)格型號(hào)：3300mm×900mm×1300mm

2、智能控制系統(tǒng)一部分：

選用21.5英尺超清液晶屏觸摸顯示屏，以觸碰取代電腦鼠標(biāo)的方式，擺脫計(jì)算機(jī)操作限制，提升人機(jī)交互技術(shù)的現(xiàn)實(shí)感。顯示屏內(nèi)置音響設(shè)備，聲音可以自行調(diào)整，給予清楚聲音特效的前提下，防止幾臺(tái)機(jī)器設(shè)備與此同時(shí)工作的時(shí)候相互之間發(fā)生影響。

（1）表明一部分：

屏種類(lèi) LED背光燈 液晶顯示屏 A規(guī)

規(guī)格 21.5英尺(16:9)

表明地區(qū) 478 (H)×269.5 (V)

屏幕分辨率 1920*1080 P

VGA 鍵入、導(dǎo)出 外置計(jì)算機(jī)VGA 鍵入，內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)VGA 導(dǎo)出（投影機(jī)等）

HDMI鍵入、導(dǎo)出 外置計(jì)算機(jī)HDMI鍵入，內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)HDMI 導(dǎo)出

觸碰作用 全新升級(jí)投影式液晶屏，10點(diǎn)觸碰，適用多一點(diǎn)動(dòng)作；

表明 PC 高清HDMI 數(shù)據(jù)信號(hào)1080P

觸摸技術(shù) 投影式電容器技術(shù)性（電容式觸摸屏）

觸碰等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)配置10點(diǎn)觸碰,可以實(shí)現(xiàn)放大縮小照片等多點(diǎn)觸控作用

電源插頭 12V

梳狀過(guò)濾器 3D COMB filter（3D過(guò)濾減噪）

使用期限 > 50000鐘頭

（2）服務(wù)器一部分：選用嵌入式一體機(jī)，服務(wù)器全部采用知名品牌服務(wù)器，i5四核高頻率Cpu，8G內(nèi)存條，在保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，硬件安裝堅(jiān)固靠譜的前提下，充分運(yùn)用該系統(tǒng)的高品質(zhì)三維場(chǎng)景界面，為消費(fèi)者提供更高水平的互動(dòng)操作界面。

（3）二代身份證識(shí)別設(shè)備：在開(kāi)展考核操作時(shí)，需要使用身份證認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)身份核實(shí)，驗(yàn)證通過(guò)后，可以進(jìn)入考核系統(tǒng)軟件，在考核結(jié)束后，可將身份證信息考核考試成績(jī)，一起存放并裝包上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，做信息化管理。

1：合乎GA450-2013臺(tái)型住戶身份證閱讀器通用技術(shù)規(guī)定，適配ISO14443（TypeB）規(guī)范；

2：讀取響應(yīng)速度：<1s；

3：閱讀文章間距:0～30mm；

4：電源規(guī)格:USB(DC 5V)；

5：輸出功率：13.56MHZ（fc）；

6：使用場(chǎng)景：操作溫度：0℃～45℃；空氣濕度：20%～80%RH；

7：推薦平臺(tái)：WIN7/WIN10

（二）掘進(jìn)機(jī)操作作業(yè)軟件：

系統(tǒng)主體包括下列控制模塊：教學(xué)方式，培訓(xùn)模式，考核方式。均根據(jù)掘進(jìn)機(jī)操作施工安全技術(shù)性具體操作測(cè)試規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)。

（1）手機(jī)軟件場(chǎng)景下素材均依據(jù)煤礦業(yè)掘進(jìn)機(jī)、綜掘工作臺(tái)面情景1:1百分比開(kāi)展建模設(shè)計(jì)制做，嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)試規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)。

（2）軟件管理系統(tǒng)具備制定有效，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全可靠，傳送數(shù)據(jù)高效率平穩(wěn)，互動(dòng)交流操作回應(yīng)快速，操作簡(jiǎn)易，環(huán)保無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。

（3）虛擬環(huán)境與硬件資源互動(dòng)交流，界面與操作一一對(duì)應(yīng)，并隨著回應(yīng)的畫(huà)面聲效，特效，及其必須的語(yǔ)音文字提醒。

（4）系統(tǒng)軟件自身達(dá)到掘進(jìn)機(jī)操作工作基本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)后退，掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)手臂操縱，掘進(jìn)機(jī)鏟板與后支撐調(diào)節(jié)，皮帶輸送機(jī)，第二運(yùn)輸飛機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備的模擬操作。

（5）培訓(xùn)模式下，系統(tǒng)將以光控，文本，標(biāo)志的方式，對(duì)每一步開(kāi)展操作正確引導(dǎo)，考核新項(xiàng)目解讀，操作提醒，不正確改正，完成“無(wú)老師化”的培訓(xùn)模式。

（6）考核模式中，系統(tǒng)軟件除開(kāi)給予必須的語(yǔ)音文字正確引導(dǎo)外，不容易給予涉及到實(shí)際考試試題提示，全靠操作工作人員練習(xí)和對(duì)考研標(biāo)準(zhǔn)化的記憶力，完成考核題型，并且在考核結(jié)束后，可將身份證信息和考核考試成績(jī)，提交并貯存至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理。

（7）練習(xí)和考核全過(guò)程，提醒查驗(yàn)自然環(huán)境時(shí)，應(yīng)用手指點(diǎn)擊觸摸顯示屏的方式，查驗(yàn)三維場(chǎng)景里的控制點(diǎn)。

（8）在練習(xí)和考核環(huán)節(jié)中，必須出手操作開(kāi)關(guān)按鍵等操縱一部分時(shí)，應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)操作平臺(tái)中開(kāi)關(guān)按鍵，及其高仿真模擬的掘進(jìn)機(jī)操作搖桿，進(jìn)行相匹配操作。

（9）考核環(huán)節(jié)中，若聯(lián)接考核終端設(shè)備智能管理系統(tǒng)，即在管理系統(tǒng)上，可對(duì)當(dāng)前考核界面開(kāi)展遠(yuǎn)程查看與控制。

(10)軟件管理系統(tǒng)傳送到考核管理系統(tǒng)，可對(duì)考研員工進(jìn)行信息化管理。管理的功能包含人員信息采集，工作人員技術(shù)工種，企業(yè)等基本參數(shù)，考核分配，測(cè)試信息存儲(chǔ)，考核狀態(tài)監(jiān)測(cè)，招考信息查看，打印出，刪掉，提升，改動(dòng)。

四、可實(shí)際操作的學(xué)科及具體內(nèi)容

掘進(jìn)機(jī)工作前安全大檢查（簡(jiǎn)稱K1）

施工環(huán)境安全大檢查（簡(jiǎn)稱K1-1）

運(yùn)作設(shè)備安全大檢查（簡(jiǎn)稱K1-2）

試運(yùn)轉(zhuǎn)安全性操作（簡(jiǎn)稱K1-3）

掘進(jìn)機(jī)安全性操作（簡(jiǎn)稱K2）

開(kāi)機(jī)安全性操作（簡(jiǎn)稱K2-1）

截割安全性操作（簡(jiǎn)稱K2-2）

關(guān)機(jī)安全性操作（簡(jiǎn)稱K2-3）

下班安全性操作（簡(jiǎn)稱K2-4）

可以滿足技術(shù)培訓(xùn)。

五、整體規(guī)格型號(hào)

規(guī)格型號(hào)：3300mm×900mm×1300mm