凿岩台车关节间隙影响定位精度的补偿设计与应用

凿岩台车关节间隙影响定位精度的补偿设计与应用

论文摘要

电脑凿岩台车因机械加工原因,定位精度达到10 cm水平后,继续提高将非常困难。为了定量分析某特定位置关节间隙对车体定位和钻孔定位过程的影响,以电脑凿岩台车开发为研究背景建立车体模型,设计试验检测推进梁的运动过程,分析钻孔位姿参数和钻具末端塌落量的函数关系。对原有车体定位方法进行修正,对钻孔定位误差进行补偿,通过现场钻孔定位试验进行验证。结果表明:油缸行程对钻具末端塌落量的影响最为明显,而炮孔姿态角对钻具末端塌落量的影响不规律。通过分析测量的数据可知,钻具末端塌落量和油缸行程为近似线性关系,炮孔姿态角的变化对该关系的影响很小。故基于该函数关系先对原有车体定位方法进行修正,通过将车体定位计算值与全站仪测得到的实际车体位姿进行对比后发现:车体竖向位置误差小于5%,角度误差小于0.2°,证明了修正方法的可靠性;再对钻孔定位误差进行补偿,使钻孔平均定位误差降低11%~16%。该操作对下一步运动学模型修正,最终实现精度控制目标具有关键意义。值得说明的是:单钻臂定位方法存在误差向非定位侧钻臂传递放大的现象,非定位侧钻孔定位误差平均值是定位侧误差的1.78倍。采用关节间隙补偿的方法难以缩小两侧钻孔定位误差水平的差距,还需采用其他手段加以解决。

论文目录

  • 1 关节间隙影响定位精度的机制研究及现场测试
  •   1.1 影响定位精度的关键因素
  •   1.2 试验设计
  •   1.3 数据检验
  •     (1)线性验证:
  •     (2)同一点前推距离验证:
  •     (3)不同点恒定距离验证:
  •   1.4 数据处理
  •   1.5 塌落函数关系
  • 2 考虑关节间隙影响的车体定位方法修正
  •   2.1 建立钻臂基坐标系和钻臂末端坐标系位姿矩阵
  •   2.2 建立车体基坐标系和激光坐标系位姿矩阵
  •   2.3 根据塌落函数修正车体定位方法
  • 3 考虑关节间隙影响的误差补偿实例
  •   3.1 全站仪测量车体实际位姿
  •   3.2 车体定位的修正
  •   3.3 钻孔定位误差补偿
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴昊骏,龚敏,赵振振

    关键词: 电脑凿岩台车,关节间隙,车体定位,误差补偿

    来源: 煤炭学报 2019年S1期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程

    单位: 北京科技大学土木与资源工程学院

    分类号: TD421.2

    DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1276

    页码: 378-386

    总页数: 9

    文件大小: 2847K

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