[发明专利]一种悬臂纵轴式掘进机断面自动成形截割运动优化方法

说明书

本发明公开了一种悬臂纵轴式掘进机断面自动成形截割运动优化方法，在巷道内建立5个坐标系，通过截割头的第i个截齿在O₃‑X₃Y₃Z₃坐标系中的坐标计算截割头第i个截齿在O₀‑X₀Y₀Z₀坐标系中的坐标，分别采用高阶多项式过渡线性插值法对截割头水平运动时轨迹规划和采用组合正弦函数曲线对截割头非水平运动时轨迹规划，然后根据巷道断面的形式，确定巷道断面上各个拐点在截割路径中的坐标序列。本发明针对不同巷道断面类型的S型截割路径拐点位置提出了修正方法，该方法能够进一步地提高断面的成形精度，且易于在断面自动成形控制系统中用程序实现。

技术领域

本发明涉及自动化掘进装备技术领域，具体涉及一种悬臂纵轴式掘进机断面自动成形截割运动优化方法。

背景技术

煤炭是人类生产生活中不可或缺的能量来源之一，煤炭的供应关系着我国工业乃至社会方方面面的发展。过去受落后的开采技术限制，矿井塌方事故时有发生，井下煤矿工人的生命安全受到严重威胁。随着我国经济实力的不断增长以及国家对煤矿采掘装备的重视，并对相关领域进行科技攻关立项和研发资金投入，我国煤矿采掘装备技术近些年得到了显著的提升，与国外同类型产品差距也正逐步缩小。伴随着人工智能时代的到来，结合5G技术等，未来的煤矿采掘装备朝着无人化、数字化的发展趋势愈发明显。

悬臂纵轴式掘进机属于掘进机中的一种，主要用于煤层、半煤岩层工作断面的开挖，以形成特定的巷道断面，为后续回采做准备。随着回采工作面综合采煤机械化的快速发展，矿井对煤岩巷道掘进速度的也要求越来越高，当前依靠工人通过目测和手动操作机器来控制截割头的运动，受工人技术水平和周边工作环境的限制，这种方式经常出现断面超挖或欠挖的情况，截割断面的成形质量效果不佳，效率低的同时也影响施工进度。

发明内容

为了提高自动化截割过程的平稳性和巷道断面成形的质量，本发明提供一种悬臂纵轴式掘进机断面自动成形截割运动优化方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种悬臂纵轴式掘进机断面自动成形截割运动优化方法，包括如下步骤：