采矿与安全工程学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (6): 1231-1242.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2022.0395
庞义辉，刘新华，王泓博，姜志刚，关书方，张自发，王伟
摘要： 针对传统采用倾角传感器与测高传感器对液压支架支护姿态、支护高度进行解算存在的诸多问题，提出了基于立柱千斤顶行程、平衡千斤顶行程驱动的液压支架支护姿态与高度解析方法。基于液压支架的骨架结构参数模型，构建了液压支架主体结构件各铰接点的位置关系方程，通过分析液压支架各部件的运动参数关联关系，得出了液压支架支护姿态与支护高度的数学表达。分别采用牛顿-拉夫逊方法、弦割法、布罗伊登法对液压支架支护姿态与高度进行数值求解，开发了基于3种方法的液压支架支护姿态与高度解析算法。通过对比分析发现，牛顿-拉夫逊方法、弦割法的求解精度不受迭代初始参数影响，而布罗伊登法的求解精度则受初始参数影响较大，且牛顿-拉夫逊方法、弦割法的解算精度、解算效率、稳定性均明显高于布罗伊登法。牛顿-拉夫逊方法、弦割法的求解精度基本相同，均能达到角度误差小于1°、高度误差小于0.1 m，但牛顿-拉夫逊方法的求解效率显著高于弦割法。通过对40组骨架模型进行求解对比分析，以及多组液压支架现场实测求解对比分析，验证了基于立柱千斤顶行程、平衡千斤顶行程驱动的液压支架支护姿态与高度解析方法的可行性、稳定性与实用性，确定牛顿-拉夫逊方法作为液压支架支护姿态与高度的解析方法。
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