钻锚机器人机械臂逆运动学精确求解是实现煤矿巷道自动支护的关键，针对钻锚机器人机械臂这种非传统结构机械臂逆运动学求解方法存在的精度低、实时性差和容易陷入局部最优难以收敛的难题，提出了一种融合蒙特卡洛和牛顿-拉夫逊迭代的非传统结构机械臂逆运动学求解方法。首先根据钻锚机器人机械臂结构构建运动学模型，建立各个关节坐标系，利用坐标系转换关系实现机械臂正运动学求解；其次，利用基于蒙特卡洛随机采样方法计算机械臂运动空间，设定步长将运动空间轮廓外接立方体分割为若干个小立方体，构建小立方体内空间点的三维坐标和对应关节变量与小立方体的映射关系，根据给定的目标空间点对应的转换矩阵，通过索引函数确定其对应的小立方体，计算立方体内与目标空间点误差最小的点，将其对应的关节变量值作为初始值；引入牛顿-拉夫逊迭代方法，利用多元函数迭代公式确定各关节变量的变化量，循环往复实现非传统结构机械臂逆运动学的求解。仿真实验结果表明，与基于随机初始值的牛顿-拉夫逊迭代方法和粒子群优化算法相比，所提方法计算结果对应的平均角度误差分别降低了64.98%和57.34%，平均耗时分别降低了35.90%和22.33%，求解精度和时效性均有所改善，验证了所提融合蒙特卡洛随机采样与牛顿-拉夫逊迭代方法针对非传统结构机械臂逆运动学求解的可行性和有效性。

1 钻锚机器人机械臂运动学分析
1.1 机械臂结构参数及坐标系建立
1.2 正运动学求解
2 融合蒙特卡洛与牛顿-拉夫逊迭代方法的钻锚机器人机械臂逆运动学分析
2.1 系统整体方案
2.2 基于蒙特卡洛随机采样的运动区间逼近
2.3 牛顿-拉夫逊迭代方法的逆运动学求解
3 仿真实验
3.1 循环次数Q对位姿精度的影响
3.2 逆运动学求解精度实验
3.3 实时性实验
4 结论