薄煤层综采工作面四足巡检机器人行走机构设计
毛清华
王潘腾
秦颂
种世懋
薛旭升
王川伟
西安科技大学 机械工程学院,陕西西安 710054;陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室,陕西 西安 710054
摘要：在薄煤层综采工作面中,固定轨道式巡检机器人难以适应工作面轨道弯曲与底板起伏变化,吊缆悬挂式巡检机器人在顶板起伏较大的环境中运行稳定性不足,地面行走式机器人越障时速度较低且灵活性不足.针对上述问题,提出了一种适用于薄煤层综采工作面复杂环境的四足巡检机器人行走机构.该行走机构采用防爆伺服电动机驱动,并通过连杆腿机构与换挡机构实现高低抬腿模式切换,以兼顾行走效率与越障能力.以曲柄轴安装位置为设计变量、连杆腿抬腿高度和驱动转矩为优化目标,建立了多目标优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,得到高低抬腿模式下Pareto最优解集,显著提升了行走机构越障能力的同时兼顾了驱动需求与传力性能.在ADAMS仿真软件中搭建薄煤层综采工作面机器人仿真场景,开展了平地行走、坡面行走、平地越障及坡面越障4种工况下的动力学仿真,结果表明:机器人最大行走速度达15.8 m/min,可在10°坡面上稳定行走,并能跨越100 mm高障碍物;在4种工况下机器人姿态保持可控,未出现失稳情况,满足薄煤层综采工作面跟机巡检对运动性能与稳定性的需求.
关键词：薄煤层综采工作面四足巡检机器人行走机构连杆腿机构换挡机构
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：陕西省科技厅重点项目(2024CY2-GJHX-25)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-04-07（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 143-151 )
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