掘進(jìn)機器人位姿測控系統(tǒng)研究.pdf

1、掘進(jìn)機的智能化是近年來巷道掘進(jìn)領(lǐng)域的研究熱點。所謂掘進(jìn)機的智能化控制,是指對掘進(jìn)機的智能行走控制、仿形截割控制、恒功率控制、工作狀態(tài)智能感知控制等。本論文重點進(jìn)行了巷道掘進(jìn)機位姿參數(shù)的控制研究。首先,介紹了對掘進(jìn)機進(jìn)行位姿監(jiān)測的目的和意義,指出了智能掘進(jìn)機對位姿參數(shù)精確控制的要求。分析了目前國內(nèi)外對移動機器人(包括智能掘進(jìn)機)的定位方法,指出了其存在的不足。其次,進(jìn)行了掘進(jìn)機的運動學(xué)研究,包括機身運動學(xué)和掘進(jìn)機器人多關(guān)節(jié)運動學(xué),進(jìn)行了其

2、機身位姿的定義,得到了機身相對于巷道基準(zhǔn)、截割頭中心點相對于機身坐標(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,針對掘進(jìn)機的工作過程和不同工況,分析了掘進(jìn)過程的截割工藝,提出了針對位姿和仿形截割的“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)計了掘進(jìn)機位姿參數(shù)的測控系統(tǒng),分析了不在“可控區(qū)域”下的掘進(jìn)機機身調(diào)整的策略,并計算了通過各個油缸和馬達(dá)調(diào)整位姿的方法。本文設(shè)計了掘進(jìn)機位姿參數(shù)的測量裝置,分析了