第42卷第03期2023年03月煤炭技术CoalTechnologyVol.42No.03Mar.2023doi:10.13301/j.cnki.ct.2023.03.0480前言近年来，随着矿井开采范围的扩展，开采深度不断增加，巷道开挖后，如不及时进行有效的防护，围岩整体性将遭到破坏，甚至出现围岩垮塌现象,因此支护作业必不可少。目前国内条件较好的煤矿多采用锚杆钻车进行巷道内的快速锚杆支护。当前所用的锚杆钻车，在巷道铺网过程中，通常是由作业人员巷道顶部和边帮上固定网片，导致传统的巷道铺网操作存在人工成本高、作业效率低等问题；此外，呼吸性粉尘、操作人员处于空顶区等危险因素严重威胁着作业人员的健康和安全。为解决此问题，本文提出了一种用于锚杆钻车铺网单元的控制方法，在当前网片待安装位置已经确定后，将其作为铺网单元控制系统的目标姿态信息和系统输入，控制机械手爪对网片进行抓取及运输，完成网片安装。1控制对象概况本文提出的控制方法所针对的对象为锚杆钻车后附单机械手爪，对网片进行抓取及运输。锚杆钻车后附加网片底座，机械手爪对底座上的网片进行抓取，然后将其运输至已经确定的安装位置，过程中采用本文所述的控制方法保证其姿态旋转和运输过程的准确性及稳定性，提高铺网效率和安全性。2控制系统说明本文所采用的控制方法整体流程图如图1所示。首先得到当前网片的安装位置，并以此得到铺网单元机械手爪的目标姿态信息；通过观测器得到铺网单元当前的姿态信息；将外来扰动和当前姿态信息看作控制器的输入，通过与目标姿态的误差得到控制指令并发送给执行机构，输出控制力矩给到铺网单元，以修正其姿态，完成一次控制，之后将其反馈到控制器，做出下一步的控制指令，直到姿态信息基于单位四元数的锚杆钻车铺网单元控制方法*杨泽源1，贾运红1，2，3，4（1.煤炭科学研究总院，北京100013；2.中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083；3.中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，太原030006；4.煤矿采掘机械装备国家工程实验室，太原030006)摘要：针对现有铺网过程仍需人工手动操作、人工成本高、危险系数高、作业效率低等问题，提出了一种基于单位四元数的锚杆钻车铺网单元控制方法，通过对铺网单元机械手爪进行基于单位四元数的姿态建模，设计了扩张状态观测器完成自抗扰控制，并对所设计的控制系统进行了仿真验证。结果表明，该方法使网片运输和安装到目标位置的过程实现了自动化，并在遭受扰动时能很快回归稳态，为实现井下锚护过程自动化打下坚实的基础。关键...
