悬臂掘进机空间位姿偏差分析：机构拓扑结构下的精准控制策略

本文主要探讨了"基于机构拓扑结构的悬臂式掘进机空间位姿偏差分析"这一主题，针对悬臂式掘进机这种在煤炭行业中广泛应用的重型设备，作者深入研究了其机械结构的拓扑特性。具体而言，文章着重分析了悬臂式掘进机的行走/支撑并联机构在空间掘进工作平面和滚动平面上的可补偿位姿偏差，包括仰俯角偏差、巷顶距偏差和横滚角偏差。同时，研究了回转并联机构和升降机构在空间掘进水平面内的可补偿偏差，如水平偏角偏差、水平偏距偏差和车前距偏差。 通过空间机构结构学的正解和逆解求解方法，该研究利用MATLAB软件工具，能够确定在已知各结构回路几何参数的状态下，悬臂式掘进机机身动平台的即时空间位姿偏差，并确定这些偏差的可补偿范围。此外，还探讨了如何通过调整液压系统，如前铲板和后支撑液压油缸，来精确补偿机身的最大仰角和俯角偏差，以及如何通过动态调整截割臂的姿态来补偿水平偏角偏差。 研究结果表明，悬臂式掘进机通过精细的控制策略，可以有效地减少空间位姿偏差，这对于提升设备的工作效率、精度和安全性至关重要。这个数学模型的建立为实现智能化悬臂式掘进机的实时动态精准纠偏提供了理论基础和技术支持。它不仅对于煤炭行业的智能化开采具有重要意义，也对其他依赖于精确位置控制的工业设备有着广泛的应用前景。 本文发表在《煤炭学报》上，作者方立霞、王彤、李一鸣等人通过对悬臂式掘进机机构的深入剖析，为煤炭开采领域的智能化和自动化进程贡献了宝贵的研究成果。随着煤矿智能化的发展，这类技术将有助于提升煤矿作业的安全性和生产效率，推动煤炭工业的高质量发展。