多自由度悬臂截割机构碟盘刀具的空间位姿模型

作者

刘春生刘爽刘若涵徐鹏
单位

黑龙江科技大学机械工程学院黑龙江科技大学招生与就业工作处黑龙江科技大学安全工程学院
摘要

为实现碟盘刀具不同姿态使煤岩受拉和拉-剪破碎，采用拓扑几何设计了一种并联悬臂式碟盘刀具截割机构，运用螺旋理论分析并联机构的自由度，计算了其不同位置正反解，通过坐标变换构建碟盘刀具相对悬臂回转中心的姿态坐标模型，利用最小二乘法求解碟盘刀具的截割范围。结果表明：悬臂二级摆动可在一级摆动基础上使碟盘刀具增加120°的水平摆动和57°的垂直摆动范围；在悬臂一、二级同时摆动下，碟盘刀具轴线的水平和垂直摆动范围分别为-100°～100°与-87°～84°,碟盘刀具覆盖的巷道断面面积比传统悬臂增加了69.26%,其碟盘刀具轴线与巷道断面坐标系x、y、z三轴夹角分别为0°～180°、6°～177°和0°～100°。
关键词

悬臂式掘进机碟盘刀具姿态模型并联机构
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51974111;52104130)；
文章目录

0 引言
1 并联悬臂式截割机构
1.1 悬臂式碟盘刀具截割机构
1.2 并联悬臂拓扑结构及自由度
2 并联机构位置的正反解
2.1 位置反解
2.2 位置正解
3 碟盘刀具姿态模型的建立
3.1 大悬臂垂直摆动
3.2 大悬臂水平摆动
4 碟盘刀具的空间姿态
4.1 空间姿态
4.2 截割范围
5 结论
引用格式

刘春生,刘爽,刘若涵,徐鹏.多自由度悬臂截割机构碟盘刀具的空间位姿模型[J].黑龙江科技大学学报,2022,32(05):641-648.
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