空间约束下的巷道修复机反铲工作装置优化设计

王腾^1,2,3，刘传杰^1,3，张彦禄^1,2,3

1. 煤炭科学研究总院2. 山西天地煤机装备有限公司3. 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

摘 要：针对煤矿井下巷道修复机在有限巷道高度下的卸料高度要求,确定了反铲工作装置的三节臂结构形式。基于Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立了工作装置的运动学模型,推导了铲斗齿尖在坐标系中的位置表达式,建立了反铲工作装置的空间约束关系。以提高整机挖掘力为目标,以巷道修复机工作空间限制为约束条件,采用遗传算法对工作装置进行优化设计。优化结果表明,与经验参数相比较,反铲工作装置的挖掘力提高9.4%;动臂缩短8.9%,中间臂增加47.9%,斗杆缩短18.7%,工作装置总长缩短3.6%,节约了成本;空间约束对设计变量及挖掘力的影响显著。

关键词：巷道修复机;反铲工作装置;Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵;挖掘力;