第42卷第03期2023年03月煤炭技术CoalTechnologyVol.42No.03Mar.2023doi:10.13301/j.cnki.ct.2023.03.0430前言随着煤矿井下掘进技术发展，对现代煤矿巷道机械设备要求不断提升，煤矿井下巡检机器人替代人工井下检测是大势所趋。巡检机器人作业质量取决于机械臂控制，机械臂运动学根据实际工作需求规划运动轨迹；动力学计算关节力矩是实现运动控制的基础；采用独立关节控制方法建立机械臂系统控制模型，前馈输入计算信号，反馈补偿误差，对比关节角位移变化情况反映机械臂运动控制精度，为提高巡检机器人井下作业质量提供理论依据。1巡检机器人运动学分析1.1结构设计为适应煤矿井下作业要求，完成巡检机器人结构设计，本体结构包含行走系统、机身、控制器、六自由度机械臂。机械臂包含基座、大臂、小臂、腕部及末端执行器，其中机械臂基座与机身相连，在SolidWorks软件搭建巡检机器人机械臂三维模型如图1所示。1.2巡检机器人正逆运动学求解采用Denavit和Hartenberg提出的运动参数表示机械臂建模方法，4个参数为关节角度、连杆长度、连杆偏移、连杆弯曲度，获取巡检机器人机械臂标准D-H参数如表1所示。煤矿巡检机器人动力学及独立关节控制研究*蔡玉强1，范祺1，贾思楠2（1.华北理工大学机械工程学院，河北唐山063210；2.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063210）摘要：针对煤矿巡检机器人机械臂运动精度问题，提出结合前馈与反馈的独立关节控制方法。首先在SolidWords软件建立巡检机器人机械臂三维模型，获取机械臂D-H参数完成正逆运动学分析并在MATLAB软件机器人工具箱中软件建立机械臂空间模型；采用B样条曲线优化五次多项式插值方法完成巡检机器人轨迹规划，仿真得到运动过程中角位移、角速度、角加速度随时间变化关系；建立机械臂动力学方程，仿真得到关节运动所需力矩；结合前馈与反馈的独立关节控制方法实现机械臂运动控制，在Simulink平台下建立控制系统模型。关节位置运动控制效果对比发现机械臂按预期轨迹运动精度高，满足巡检机器人井下作业需求。关键词：巡检机器人；轨迹规划；动力学；独立关节控制中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1008－8725（2023）03－220－05ResearchonDynamicsandIndependentJointControlofCoalMineInspectionRobotCAIYuqiang1，FANQi1，JIASinan2(1.SchoolofMechanicalEngineering,NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan063210,China;2.SchoolofMiningEngineering,NorthChinaUniversity...
