动作捕捉系统用于悬臂式掘进机精准位姿测量

煤矿生产环境恶劣，安全事故经常发生，综采工作面智能化是技术发展的必然趋势。悬臂式掘进机作为综掘工作面的核心技术，其自动化水平是提高质量和效率的关键。

悬臂式掘进机在工作过程中，行走机构驱动履带推动机身前进，截割机构通过液压缸改变截割头的位置。最后，在两者的配合下完成截割头的钻进操作。因此，为了使机床能够按照要求实现对巷道断面的自动切割，首先需要解决掘进机本体空间位姿的感知和切割头的定位问题。

针对掘进机位姿的感知与定位，国内外学者做过深入研究，提出了基于全站仪、陀螺仪、超宽带技术等掘进机机身位姿测量方法，但总有不能实时监测（全站仪）、累计误差高（陀螺仪）、信号漫反射（超宽带）等缺点。

不同于这些方法，中国矿业大学机电工程学院采用了NOKOV（度量）被动式光学动作捕捉系统做机身与机械臂的测量，实时获取高精度位姿数据，该方式可直接解决机身定位问题，而截割头的定位能通过其与机械臂的相对位置确定。得到两者的位姿数据后，便能按预定路径掘进、实现巷道断面的自动切割。虽然此次并未把动作捕捉设备用于实地环境中，但精确的位姿数据可验证掘进机搭载传感器的精度与自动控制算法。

目前我国掘进机定位装置可靠性、定位精度和自动化程度均较低，许多团队正从事相关研究，NOKOV度量科技愿为科研人员提供更多支持。