掘进机器人巷道断面记忆截割控制策略研究.pdf

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1、控制技术计C算机测量与控制．2014．22(3)omputerMeasurement&Control·737·文章编号：1671—4598(2014J03—0737—04中图分类号：TP242文献标识码：A掘进机器人巷道断面记忆截割控制策略研究王福忠，张付凯(河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454003)摘要：矿井巷道开采的过程中司机的视线和所处的环境受粉尘，水雾，光线等的影响，导致在巷道断面在截剖的过程中出现超挖或欠挖的现象，使得断面的形状尺寸不规则，进而给后面的顶板支护工作也带来困难，严重影响着巷道掘进的进度；为了解决以上问题，提出掘进机器人巷道断面记忆截割控制策略；记

2、忆截割就是司机对断面初次截割的过程中把截割数据包括截割头的位置、截割臂摆动的角度和速度等数据存储在专门的存储器中，作为之后截割的参考数据直接调用，省去司机频繁的操作，大大提高截割的效率；通过MATLAB仿真和EBZ160试验研究可知，截割头摆动误差可控制在5cm以内，表明掘进机器人巷道断面记忆截割控制策略可以更加有效地控制掘进机截割出整齐的断面，为掘进机巷道断面自动成型奠定了理论依据。关键词：掘进机器人；记忆截割；数据存储；控制策略ResearchonBoringRobotRoadwaySectionMemoryCuttingControlStrategyWangFuzhong，Zh

3、angFukai(SchoolofElectricalEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454003，China)Abstract：Minetunnelminingprocessdriver’Slineofsightandtheenvironmentaffectedbydust，mist，lightandothereffects，resul—tinginaroadwayintheprocessofcuttingorOverexcavationoverbreak．makingthecross—sectionalshapeands

4、izearenotnormal，andthentothebackoftheroofsupportworkisdifficult，seriousimpactontheprogressoftunneling．Inordertosolvetheaboveproblems，proposedroadwayexcavationrobotMemorycuttingcontrolstrategy．Memoryisthecuttingsectionduringtheinitialcuttingofthecuttingdata，inclu—dingthelocationofthecuttinghead，

5、withacuttingangleoftheswingarmandspeeddataarestoredinaspecialmemoryasreferencedataaf—tercuttingdirectcall，eliminatingtheneedforfrequentdriveroperation，greatlyimprovingtheefficiencyofcutting．ThroughMATLABsimulationandEBZ160experimentalstudyshowsthatthecuttingheadwobbleerrorcanbecontrolledinlesst

6、han5cm，indicatingthatmemo—ryroadwayexcavationcuttingrobotcontrolstrategiescanbemoreeffectivelycontrolledRoadheaderaneatcr0ss—sectionforroadwayauto—maticboringmachinelaidthetheoreticalbasisforshaping．Keywords：boringrobot；memorycutting；datastorage；contro1strategy本文重在研究掘进机器人的记忆截割控制策略，采用MAT—0引言LAB数

7、学工具对机构进行建模仿真，验证掘进机巷道断面记随着矿业开采和地下隧道开凿的机械化程度的不断提高，忆截割的可行性。掘进机器人得到了越来越广泛的应用，尤其是悬臂式掘进机凭1掘进机器人巷道断面记忆截割运动模型的建立借其灵活性和截割功率的提高得到了很好的应用。巷道开采的过程中，通过掘进机截割臂的上下、左右摆动，旋转的截割头为了简化分析，这里各个部件之间的间隙很小，忽略不将岩石煤炭等截割下来，最终形成设定的断面形状。在矿井巷计，油缸油液压缩引起的形变不考虑，双油缸工