随着我国经济的发展,人们对煤炭的需求量愈来愈多,对煤矿生产的要求也愈来愈高。2020年2月,为深入贯彻落实国家“四个革命、一个合作”能源安全新战略,加快推进煤炭行业供给侧结构性改革,推动智能化技术与煤炭产业融合发展,提升煤矿智能化水平,八部委联合制定了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,指出煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。而锚杆支护自动定位是煤矿智能化的“卡脖子”问题之一。因此,为符合国家发展趋势,加快掘支过程的自动化控制进程;也为了加快煤矿开采的智能化与自动化的发展进程,非常有必要开展自动锚杆钻车三角钻臂运动学、轨迹规划等关键技术的研究工作。论文的主要研究内容如下:(1)建立了锚杆钻车钻臂的运动学模型。使用两步法对本课题研究的自动锚杆钻车三角钻臂建立运动学模型,进行钻臂正向运动学分析,然后使用解析法对钻臂各关节进行逆运动学求解,与此同时对支臂缸伸缩量与关节角的关系进行求解,最后验证模型的正确性;(2)研究了自动锚杆钻车钻臂点位轨迹规划方法。通过对三次多项式、五次多项式和三次B样条曲线插值算法的研究,对钻臂的关节变量进行点位轨迹规划,并进行了仿真实验。实验结果表明,三次多项式插值算法的优越性不如B样条插值算法,而B样条插值算法优越性小于五次多项式插值算法,但三次多项式插值算法需要知道所有节点的速度,五次多项式插值算法更需要知道所有节点的速度与加速度,而B样条插值算法仅需知道始末节点速度即可对其进行轨迹规划;(3)研究了自动锚杆钻车钻臂连续路径轨迹规划方法。首先对直角坐标系空间轨迹规划中两种常用算法直线插补和圆弧插补进行了详细的研究;然后对空间中多段直线连接或直线与圆弧连接时连接点处出现的尖角问题给出了解决办法,即用圆弧在连接点处进行过渡,并在此基础上提出了在连接点处以三次样条曲线取代圆弧曲线进行过渡的算法,最后又对此进行了仿真分析。