文档名：履带行驶结构的内置式无线应变采集卡设计研究
摘要：针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中难以获取履带载荷的问题,基于电阻应变片的应变效应和测量电路,设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡.首先,分析了应变采集卡的电路和工作原理.然后,将2对应变片对称布置在试样板中,以DH5902N坚固型数据采集分析系统所采集的应变数据作为标准,通过仿真与试验相结合的方法对应变采集卡4个通道的灵敏度分别进行了标定.最后,将应变采集卡集成封装后内置于履带行驶结构中,并探讨了应变采集卡在封装环境下连续工作时的温度变化规律.结果表明,所设计的应变采集卡可同时采集4个通道的应变信号,其最高采样频率为1000Hz,发射功率为4.5dBm,应变采集误差不超过5×10-6.该应变采集卡在封装环境下连续工作34.7h后的温度稳定在34.58℃左右,可实现履带行驶结构的多自由度应变信号检测.研究结果为履带行驶结构动态载荷的实时采集以及掘进机器人的可靠性分析和故障预测提供了技术支撑.
Abstract：Aimingattheproblemthatitisdifficulttoobtainthetrackloadofcoalminetrackedtunnelingrobotsduringdriving,asetoffour-channelwirelessstrainacquisitioncardsuitableforcollectingdynamiccharacteristicsoftrackedtravelingstructurewasdesignedbasedonthestraineffectofresistivestraingaugesandthemeasurementcircuit.Firstly,thecircuitandworkingprincipleofthestrainacquisitioncardwereanalyzed.Then,twopairsofstraingaugesweresymmetricallyarrangedonthetesttemplate,andthestraindatacollectedbyDH5902Nruggeddataacquisitionandanalysissystemwasusedasthestandardtocalibratethesensitivityoffourchannelsinthestrainacquisitioncardthroughthecombinationofsimulationandtest.Finally,thestrainacquisitioncardwasintegratedandpackagedinthetrackedtravelingstructure,andthetemperaturevariationruleofthestrainacquisitioncardundercontinuousoperationinthepackageenvironmentwasdiscussed.Theresultsshowedthatthedesignedstrainacquisitioncardcouldcollectthestrainsignaloffourchannelsatthesametime.Itsmaximumsamplingfrequencywas1000Hz,transmittingpowerwas4.5dBm,andstrainacquisitionerrorwaslessthan5×10-6.Thetemperatureofthestrainacquisitioncardwasstableat34.58℃after34.7hcontinuousoperationinthepackageenvironment,whichcouldrealizethemulti-degree-of-freedomstrainsignaldetectionforthetrackedtravelingstructure.Theresearchresultsprovidetechnicalsupportforreal-timeacquisitionofthedynamicloadoftrackedtravelingstructuresandthereliabilityanalysisandfaultpredictionoftunnelingrobots.
作者：殷国珠 张宏 宋扬 王景宇 宋佳琪 Author：YINGuozhu ZHANGHong SONGYang WANGJingyu SONGJiaqi
作者单位：太原科技大学机械工程学院,山西太原030024中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原030006
刊名：工程设计学报 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofEngineeringDesign
年，卷(期)：2024, 31(3)
分类号：TH113TH17
关键词：履带行驶结构 应变采集卡 标定 封装
Keywords：trackedtravelingstructure strainacquisitioncard calibration package
机标分类号：TM351TP273TN911.23
在线出版日期：2024年7月4日
基金项目：国家自然科学基金，中央引导地方科技发展资金项目，山西省重点研发计划项目，山西省研究生教育创新项目履带行驶结构的内置式无线应变采集卡设计研究[
期刊论文] 工程设计学报--2024, 31(3)殷国珠 张宏 宋扬 王景宇 宋佳琪针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中难以获取履带载荷的问题,基于电阻应变片的应变效应和测量电路,设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡.首先,分析了应变采集卡的电路和工作原理.然后,将2...参考文献和引证文献
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引证文献
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