煤矿巷道掘进锚网运输机器人结构设计及运动规划

高佳晨，马宏伟，2，王川伟，2，薛旭升，2，姚 阳

(1.西安科技大学 机械工程学院，陕西 西安 710054；2.陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室，陕西 西安 710054)

煤矿巷道掘进作为煤矿开采的重要环节，掘进速度和质量与工人的生产安全和企业的开采效益息息相关。目前巷道掘进工艺主要分为掘进作业和支护作业两个方面，随着掘进机截割速度的提高以及在智能截割、智能控制等方面的突破，掘进装备向自动化、智能化快速发展，但与其配套的支护工艺与装备却无法满足掘进速度，严重影响了煤矿巷道成型速度[1-3]。现阶段支护作业一般分为临时支护和永久支护两种，限制煤矿巷道快速成型的主要原因是永久支护效率较低[4]。在进行煤矿巷道的永久支护时，钻锚过程中锚网的运输与布放通常全程依靠人工搬运、上架。锚网通常由钢筋等材料组成，其自身较重，人工搬运劳动强度大、效率较低，且矿下工作环境危险系数较高，工作空间有限，不适合多人作业，出现紧急状况容易造成人员伤亡。近年来，许多科研人员和企业开始研发用于提高煤矿巷道支护效率的设备，如张东宝等人提出的带铺网装置的锚杆钻车，通过对现有的锚杆钻车进行改造，研制了具有自动铺网功能的临时支护装置，该装置实现了自动化铺网[5]。马宏伟等人提出的一种适用于煤矿井下巷道永久支护的钻锚机器人，该机器人本体上集成了布网单元和钻锚单元，通过相互配合完成巷道支护作业，减少了支护时间从而提高巷道的成型速度[6]。……