掘進(jìn)機(jī)機(jī)載鉆孔機(jī)械手動(dòng)態(tài)特性分析與控制.pdf

1、煤礦綜掘自動(dòng)化是現(xiàn)代化煤礦的基礎(chǔ)，也是影響現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)產(chǎn)量的重要因素，而掘錨聯(lián)合技術(shù)正是綜掘自動(dòng)化的發(fā)展方向，所以研究掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆孔機(jī)械手的動(dòng)態(tài)特性和控制方法，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。本文以我國(guó)煤礦巷道實(shí)際情況作為研究背景，以EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)作為掘錨機(jī)的載體，研究設(shè)計(jì)了機(jī)載雙臂型錨桿鉆孔機(jī)械手及其控制方法。本文的研究方法和結(jié)論對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品的研發(fā)提供了一定的理論基礎(chǔ)。主要工作如下:
　　采用數(shù)值方法建立機(jī)械手的推移機(jī)

2、構(gòu)、起臥機(jī)構(gòu)、伸展機(jī)構(gòu)的幾何特性方程，并進(jìn)行穩(wěn)健性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)，再根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。
　　采用D-H法，建立機(jī)械手、掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并首次考慮掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)的影響，建立了掘進(jìn)機(jī)位姿影響下的錨桿鉆孔機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，以及機(jī)械手的速度、加速度的雅克比矩陣，研究了掘進(jìn)機(jī)在不同仰角、擺角、滾角條件下，機(jī)械手執(zhí)行鉆頭的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。
　　以掘錨整機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為基礎(chǔ)，分別求解掘進(jìn)機(jī)在不同姿態(tài)條件下鉆孔機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)特

3、性，針對(duì)巷道的實(shí)際工況及錨桿支護(hù)工藝，提出采用分段劃分法，對(duì)機(jī)械手的控制策略進(jìn)行研究。
　　建立掘錨整機(jī)振動(dòng)模型，并對(duì)機(jī)械手工作過(guò)程中，整機(jī)的時(shí)域、頻域特性進(jìn)行分析研究，分析了鉆頭工作過(guò)程中，振動(dòng)的傳動(dòng)途徑及整機(jī)的振動(dòng)規(guī)律;并研究了關(guān)節(jié)剛度影響下，鉆頭的穩(wěn)定性。
　　采用了一種多維小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定量學(xué)習(xí)能力和小波基函數(shù)優(yōu)異的局部控制性能相結(jié)合，構(gòu)造一個(gè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)的鉆孔機(jī)械手的模型，并對(duì)機(jī)械手的各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)誤差