矿用锚杆钻机机械臂运动控制设计与试验验证

矿用锚杆钻机机械臂的运动控制系统方案设计及试验是一项关键的技术研究，它针对现代化矿井巷道支护过程中的高效和安全性需求。锚护钻机机械臂作为核心部件，其精确的运动控制能力直接影响到巷道顶板和侧壁的稳定支护效果。文章首先阐述了机械臂的结构设计，通过旋量理论构建了机械臂的正运动学数学模型，明确了末端的工作位置，为控制系统的设计提供了理论依据。 在实际应用中，研究者针对机械臂的特定工作需求，制定了运动控制系统方案，包括软硬件设计。这部分涉及井下作业路径规划，如侧壁支护的详细作业路径图和作业流程，这些都是为了提高操作效率和精确性。机械臂的轨迹控制采用了一种复合控制算法，即输入成型技术和分数阶PDμ控制技术相结合，这种创新方法有助于提高空间轨迹跟踪和定位的精度。 随后，在车间环境下，对机械臂的控制性能进行了实地测试，重点考察了重复定位精度、绝对定位精度以及机械臂在实际锚护任务中的表现。通过对比分析试验数据，结果显示所有指标都达到了设计目标，验证了运动控制系统的有效性和实用性。 这项研究对于提升矿用锚杆钻机机械臂的工作性能，优化机械臂结构设计，实现高速、高精度控制具有重要意义。通过对复合控制算法的研究，为未来矿山开采中的巷道支护提供了新的控制策略和技术支持，有利于保障矿井的安全运营和生产效率。因此，矿用锚杆钻机机械臂的运动控制系统方案设计及试验是当前煤矿工程技术领域的一个重要突破和进展。