液压锚杆钻车钻臂路径规划

简介

液压锚杆钻车作业时,需准确控制钻架钻头在工作空间中的朝向及其与巷道壁面之间的角度、距离等,对钻臂调整能力有极高要求。目前对液压锚杆钻车自动定位及自主路径规划的研究较少。针对上述问题,提出一种液压锚杆钻车钻臂路径规划方法。以CMM2−36型矿用液压锚杆钻车整机工作参数和钻臂结构为基础构建钻臂三维模型,在Matlab平台进行仿真模拟。采用连续路径规划方案,针对基于三次多项式插值法的钻臂关节角规划方法不能保证钻臂在始末位置的加速度为0的问题,采过五次多项式插值法对钻臂关节角进行规划。以巷道顶板为例,在顶板上设置32个钻孔定位点,设计了3种路径规划方案并进行对比分析,得出“工”字形路线距离最短,轨迹最合理。结合运动学理论构建D−H坐标系,对钻臂进行正逆运动学求解,采用蒙特卡罗法求解了液压锚杆钻车钻臂理论最大工作空间,以保证钻臂不会与巷道发生碰撞,从而保证工作安全性。仿真结果表明:在满足掘进巷道支护要求的前提下,液压锚杆钻车钻臂末端钻架能够实现自动定位及自主路径规划,且钻臂不会与巷道发生碰撞,能够保证工作安全性。