掘進(jìn)機(jī)器人位姿測(cè)控系統(tǒng)研究.pdf

1、掘進(jìn)機(jī)的智能化是近年來(lái)巷道掘進(jìn)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。所謂掘進(jìn)機(jī)的智能化控制,是指對(duì)掘進(jìn)機(jī)的智能行走控制、仿形截割控制、恒功率控制、工作狀態(tài)智能感知控制等。本論文重點(diǎn)進(jìn)行了巷道掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)的控制研究。首先,介紹了對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行位姿監(jiān)測(cè)的目的和意義,指出了智能掘進(jìn)機(jī)對(duì)位姿參數(shù)精確控制的要求。分析了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)移動(dòng)機(jī)器人(包括智能掘進(jìn)機(jī))的定位方法,指出了其存在的不足。其次,進(jìn)行了掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究,包括機(jī)身運(yùn)動(dòng)學(xué)和掘進(jìn)機(jī)器人多關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué),進(jìn)行了其

2、機(jī)身位姿的定義,得到了機(jī)身相對(duì)于巷道基準(zhǔn)、截割頭中心點(diǎn)相對(duì)于機(jī)身坐標(biāo)系的坐標(biāo),并最終得到由截割頭中心坐標(biāo)換算到巷道基準(zhǔn)坐標(biāo)的方法。然后,針對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工作過(guò)程和不同工況,分析了掘進(jìn)過(guò)程的截割工藝,提出了針對(duì)位姿和仿形截割的“可控區(qū)域”的概念,得出了“可控區(qū)域”的數(shù)學(xué)模型。最后,設(shè)計(jì)了掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)的測(cè)控系統(tǒng),分析了不在“可控區(qū)域”下的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身調(diào)整的策略,并計(jì)算了通過(guò)各個(gè)油缸和馬達(dá)調(diào)整位姿的方法。本文設(shè)計(jì)了掘進(jìn)機(jī)位姿參數(shù)的測(cè)量裝置,分析了