煤炭科学技术

作者：胡成军, 李杰, 张坤, 潘格格, 马健, 郭刚, 毕经龙, 杜明超,

关键词：自动铺网, 遥控机械臂, 运动轨迹规划, 锚固技术, 自适应调整,

传统铺网作业高度依赖人工，不仅劳动强度大、安全隐患高，而且效率低下，成为制约采掘平衡的重要因素。为实现煤矿井下机器人标准化铺网，通过引入自动化、智能化技术，提升铺网作业效率，减轻工人劳动负荷，增强作业安全性，进而促进煤矿生产的高效、绿色、可持续发展。研究采取了仿真与试验相结合的方法，基于井下特殊环境和作业特点，设计了一种辅助掘锚一体机铺网作业的遥控机械手结构。该结构采用七轴关节型机械臂，搭配顶部抓手，以实现锚网的多角度、高精度铺设。此外，利用先进的计算机仿真技术，对机械臂的动力学性能、运动轨迹规划及受力特点进行分析，通过迭代优化机械臂的结构设计和控制算法，确保其在复杂井下环境中的稳定性和可靠性。同时，针对机械臂的运动控制，开发了一套自适应调整策略，使机械臂能够根据实际工况（如巷道形状、锚网材质等）自动调整运动参数，实现精准、高效的铺网作业。结果表明：自动化铺网设备显著提高了铺网作业的效率，相较于传统人工铺网方式，效率提升超过20%。通过自动化作业，实现了减员33%以上的目标，有效缓解了煤矿井下人力资源紧张的问题。大幅降低了工人的劳动强度，减少了高难度登高作业，降低了工伤风险，劳动强度降低超过80%。同时，自动化铺网过程减少了人为操作失误的可能性，显著提升了作业安全性。未来，随着技术的不断迭代和完善，该技术有望在煤矿智能化建设中发挥更加重要的作用，推动煤矿生产向更加安全、绿色、高效的方向发展。

来源：2024年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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