基于千斤顶行程驱动的液压支架支护姿态与高度解析方法

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0.1m,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。