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龙图腾网恭喜中国中煤能源集团有限公司;中煤陕西榆林能源化工有限公司;中煤电气有限公司申请的专利一种喷浆机械臂、控制系统及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115030750B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210777652.0，技术领域涉及：E21D11/10；该发明授权一种喷浆机械臂、控制系统及控制方法是由郭刚;杨会龙;高晓成;闫尚彬;高胡林设计研发完成，并于2022-07-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种喷浆机械臂、控制系统及控制方法在说明书摘要公布了：本申请涉及工程机械技术领域，公开了一种喷浆机械臂、控制系统及控制方法，用于巷道用混凝土湿喷工程车，机械臂末端连接喷枪，包括依次连接的伸缩臂、大臂、小臂；伸缩臂一端安装于工程车车体；大臂一端与伸缩臂另一端通过第一回转关节连接；大臂另一端与小臂一端通过第二回转关节连接；喷枪通过第三回转关节与小臂连接；还包括分别设于大臂的第一倾角传感器和设于小臂的第二倾角传感器，第一倾角传感器的测量轴与第一回转关节的旋转轴平行且处于同一方向，第二倾角传感器的测量轴与第二回转关节的旋转轴平行且处于同一方向。本发明的机械臂结构能够实现个关节运动和喷头位置、姿态之间的最大程度解耦，结构简单、易于实现。

本发明授权一种喷浆机械臂、控制系统及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种喷浆机械臂的位姿控制方法，其特征在于，基于喷浆机械臂控制系统，喷浆机械臂控制系统用于控制喷浆机械臂；喷浆机械臂用于巷道用混凝土湿喷工程车，机械臂末端连接喷枪，包括依次连接的伸缩臂、大臂、小臂；伸缩臂一端安装于工程车车体；大臂一端与伸缩臂另一端通过第一回转关节连接；大臂另一端与小臂一端通过第二回转关节连接；喷枪通过第三回转关节与小臂连接；喷浆机械臂还包括分别设于大臂的第一倾角传感器和设于小臂的第二倾角传感器，第一倾角传感器的测量轴与第一回转关节的旋转轴平行且处于同一方向，第二倾角传感器的测量轴与第二回转关节的旋转轴平行且处于同一方向；喷浆机械臂控制系统包括遥控器、控制器和执行机构；遥控器用于向控制器发送机械臂末端在水平方向和竖直方向的运动速度；控制器用于接收遥控器的运动速度数据、以及第一倾角传感器、第二倾角传感器、第三倾角传感器的测量值，并能够将运动速度数据转得到相应的目标关节角度，根据各个目标关节角度和相应的第一倾角传感器、第二倾角传感器和第三倾角传感器的测量值之间的误差及误差变换率输出控制信号；执行机构用于根据控制器输出的控制信号驱动第一回转关节、第二回转关节和第三回转关节运动至目标关节角度；所述喷浆机械臂的位姿控制方法包括：S1：建立巷道坐标系OXYZ，调整伸缩臂的延伸方向沿OX方向，其中，OX方向表示平行于巷道待喷面的方向；OY方向表示垂直于待喷面的方向；OZ方向表示垂直于地面的方向；S2：确定控制器执行控制程序的周期t，并通过遥控器向控制器发送机械臂末端在OY方向上的运动速度vy和在OZ方向的运动速度vz；S3：将机械臂末端的运动速度vy、vz转换成t时刻小臂末端相对于大臂前端在OY方向的位置和OZ方向的位置；S4：根据小臂末端相对于大臂前端在OY方向的位置和OZ方向的位置得到第一回转关节的目标转动角度α和第二回转关节的目标转动角度β；S5：通过第一回转关节和第二回转关节的目标转动角度α、β分别与第一倾角传感器和第二倾角传感器的测量值jd1’和jd2’进行位置闭环控制，使大臂和小臂达到目标位置；S6：根据第三倾角传感器的测量值jd3’确定喷枪与待喷面的角度，调整第三回转关节使喷枪与待喷面垂直；在步骤S3中，解算所述第一回转关节的目标转动角度α和第二回转关节的目标转动角度β的公式为：t时刻所述小臂末端相对所述大臂前端在OXYZ坐标系中的位置为：Zt＝Z0+vzt；Yt＝Y0+vyt；式中：Zt、Yt分别表示t时刻所述小臂末端相对所述大臂前端在OXYZ坐标系中Y轴、Z轴上的距离，Z0、Y0为初始值，t表示时间；由几何法得到：d1sinα-d2inβ＝Zt；d1cosα+d2cosβ＝Yt；式中：d1为大臂的长度，d2为小臂的长度；当需要改变喷枪与待喷面的距离时，使vz＝0，vy≠0；当需要改变喷枪相对地面的高度时，vz≠0，vy＝0；联立上式解之得：当Zt≥0时，α＝cos-1s-D1-D22*d1*d2-cos-1sD1+D22*d2*S+cos-1YtS；β＝cos-1s-D1+D22*d2*S-cos-1YtS；当Zt0时，α＝cos-1s-D1-D22*d1*d2-cos-1s-D1+D22*d2*S-cos-1YtS；β＝cos-1s-D1+D22*d2*S+cos-1YtS；其中，D1＝d12；D2＝d22；s＝Zt2+Yt2；。

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