隧道钻孔机器人及其运动学分析

摘要

介绍一种9自由度液压钻孔机器人,该机器人是针对传统隧道管片钻孔作业效率低以及现有钻孔设备作业能力单一、自动化程度低的特点而研制的。引入虚拟关节并结合D-H（Denavit-Hartenberg）参数表建立机器人运动学模型,分析机器人运动学的正逆解。基于孔位精度最优化考虑,对逆解进行工程化处理,得出唯一逆向运动学解算,并编制相应算法控制机器人运动实现自动钻孔。在模拟隧道环境下进行真机试验验证,试验结果表明所研制的机器人满足34种不同隧道中各型安装孔位的尺寸要求,可延轨道智能调节自身姿态,钻孔位置精度小于10 mm,具备隧道自动钻孔的能力。