短横轴截割机器人直墙拱形巷道自动成形控制方法

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摘 要：针对掘进机在直墙拱形巷道掘进过程中存在定位难、截割效率低、成形质量差等问题，提出一种短横轴截割机器人及其自动成形控制方法。首先设计了串联式短横轴截割机器人结构，构建了短横轴截割机器人运动学模型，建立了截割臂升降油缸、滑移油缸及回转油缸伸缩量与截割头末端位姿的数学关系，提出了短横轴截割机器人直墙拱形巷道自动成形控制方法；其次研究分析了短横轴截割机器人截割头包络空间与直墙半圆拱形巷道空间耦合关系，确定了截割过程中截割轨迹关键点位置，提出了基于截割轨迹关键点的“弓”型截割轨迹规划方法；然后根据建立的短横轴截割机器人运动学模型，求解截割头在跟踪截割轨迹的过程中运动控制量和截割、修帮、扫底3个任务各个关节控制时序；最后以模糊PID为例，建立了短横轴截割机器人自动成形控制方法，利用Adams软件对短横轴截割机器人进行截割运动仿真试验。（剩余19533字）