锚杆台车工作臂设计及作业空间分析与验证

为解决隧道锚杆施作效率低、风险高等问题，设计了一种新型的锚杆台车工作臂，以满足隧道锚杆机械化快速施作的需求。采用钻臂加三工位的组合结构设计，可在隧道内一次定位后实现钻孔、注浆和锚护一体化作业。为求解和验证工作臂的作业空间，基于改进D-H法建立工作臂数学模型，并利用Matlab机器人工具箱Robotic Toolbox，结合蒙特卡洛法求出工作臂的作业空间点云图和其作业空间参数，并对作业空间边界优化和空间包络，以直观的三维空间曲面图显示出其作业空间。最后，建立隧道断面函数和其三维曲面模型与锚杆台车工作臂作业空间点云包络图，在Matlab中进行联合仿真。仿真结果表明锚杆台车工作臂结构设计和作业空间参数满足隧道断面锚杆施作要求，为同类型的设计和作业空间的求解验证提供了一种可行性方案。