一種煤礦巷道薄噴機械臂結構及末端軌跡設計方法

婁安東，閔付松，李向陽，陳 柯，馮 靜

1洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司 河南洛陽 471039

2礦山重型裝備國家重點實驗室 河南洛陽 471039

3南京科工煤炭科學技術研究有限公司 江蘇南京 210000

發展潔凈、安全、快速的支護技術成為煤礦高效、安全生產中的一個重要組成部分。隨著新型材料薄噴施工支護技術的發展，材料性能與支護技術的優越性被越來越多的煤礦企業所接受。對于大型礦山及大斷面施工巷道，現有的施工工藝和設備均存在較大問題。隨著施工量增大，施工效率要求高，一些煤礦井下巷道薄噴施工長達數千米，部分段的巷道頂部較高，人工操作實施困難，很難保證噴涂的質量，因此迫切需要技術水平和自動化、智能化程度更高的薄噴施工裝備[1-2]。

噴涂軌跡規劃在噴涂工藝設計中極其重要[3-4]，煤礦井下巷道截面尺寸大而復雜，內壁局部不規則，為了能夠用機器人代替人工，提高工作效率，設計了一款適用于煤礦巷道薄噴施工支護的機械臂。該機械臂基于極坐標結構 (RRP)，機械臂上安裝有激光測距傳感器掃描裝置，該裝置由激光發射器和數據無線收集轉換模塊組成。通過激光發射器發射激光束 (時間間隔為 100 ms) 獲得激光源與巷道內壁表面反射點的距離，無線收集轉換模塊采集該距離數據，并通過CAN總線接入控制器系統，將該距離與噴涂工藝要求噴槍口與巷道內壁的理想距離比較計算，從而控制機械臂末端噴槍口到巷道內壁表面的距離，完成噴涂軌跡規劃?！?br>