權利要求書： 1.一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置，其特征在于，包括錨桿鉆車機架（5），

錨桿鉆車機架（5）通過工作臂擺動扭轉阻尼器（4）與底座（6）鉸接連接，錨桿鉆車機架（5）與底座（6）之間連接有工作臂擺動油缸（8），工作臂擺動油缸（8）附近設置工作臂擺動直線阻尼器（7）；

底座（6）通過工作臂升降扭轉阻尼器（9）與工作臂（3）的一端鉸接連接，底座（6）與工作臂（3）之間連接有工作臂升降油缸（11），工作臂升降油缸（11）附近設置工作臂升降直線阻尼器（10）；

工作臂（3）的另一端通過與鉆機擺動扭轉阻尼器（16）與鉆機擺動座（17）鉸接連接，工作臂（3）與鉆機擺動座（17）之間連接鉆機擺動油缸（15），鉆機擺動油缸（15）上設置鉆機擺動直線阻尼器（14）；

所述工作臂（3）內安裝有工作臂伸縮直線阻尼器（22）；

鉆機擺動座（17）上安裝鉆機（18）。

2.根據權利要求1或2所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置，其特征在于，所述工作臂擺動扭轉阻尼器（4）、工作臂升降扭轉阻尼器（9）以及鉆機擺動扭轉阻尼器（16）結構相同，包括筒體（33），筒體（33）內設有芯軸（31），與筒體（33）構成回轉緊配合連接，筒體（33）的內部設置有旋轉活塞（36），旋轉活塞（36）表面纏繞線圈II（35），旋轉活塞（36）端面與芯軸（31）表面存在間隙（37），芯軸（31）上安裝葉片（38），旋轉活塞（36）、葉片（38）將筒體（33）內腔沿周向分為兩個腔體，兩個腔體內部充滿磁流變液（25），筒體（33）端部裝配壓蓋（32）。

3.根據權利要求2所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置，其特征在于，所述工作臂擺動直線阻尼器（7）、工作臂升降直線阻尼器（10）、鉆機擺動直線阻尼器（14）以及工作臂伸縮直線阻尼器（22）結構相同，包括缸筒（24），缸筒（24）內設置活塞（28），活塞（28）與活塞桿（29）連接，活塞桿（29）的端部伸出缸筒（24）；所述缸筒（24）內充滿磁流變液（25），所述活塞（28）上開有阻尼孔（27），活塞（28）上繞有線圈I（26），線圈I（26）通過引線（30）引出。

4.根據權利要求3所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位主動減振裝置，其特征在于，還包括多維動態(tài)力矩主動減振控制系統(tǒng)，多維動態(tài)力矩主動減振控制系統(tǒng)包括布置在測點的多個振動傳感器，振動傳感器的為隔爆型壓電式振動加速度傳感器，隔爆型壓電式加速度傳感器通過無線方式與隔爆型多通道振動采集分析儀通信，隔爆型多通道振動采集分析儀與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過隔爆型執(zhí)行器分別與線圈I（26）和線圈II（35）連接。

5.根據權利要求4所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置，其特征在于，所述多個振動傳感器包括：鉆機（18）上安裝的鉆機振動傳感器（1），工作臂（3）上安裝的工作臂豎向振動傳感器（2）、工作臂橫向振動傳感器（12）和工作臂縱向振動傳感器（13），以及鉆機機架上設置的基準點振動傳感器。

6.一種如權利要求5所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置的控制方法，其特征在于，

S1：工作臂擺動油缸（8）動作，調整工作臂橫向擺動角度，工作臂升降油缸（11）動作，調整工作臂豎直方向角度，工作臂在其內部推移油缸（21）的作用下伸出，調整工作臂長度，鉆機擺動油缸15動作，調整鉆機擺角，使得鉆桿軸線與鋼帶孔軸線同軸；

S2：鉆機振動傳感器（1）拾取鉆機擺動過程的振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給鉆機擺動直線阻尼器（14）和鉆機擺動扭轉阻尼器（16）同時提供電流信號，擺動直線阻尼器（14）和鉆機擺動扭轉阻尼器（16）的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力；

S3：工作臂豎向振動傳感器（2）拾取工作臂豎向振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂升降扭轉阻尼器（9）、工作臂升降直線阻尼器（10）的線圈同時提供電流信號，工作臂升降扭轉阻尼器（9）、工作臂升降直線阻尼器（10）的磁流變液在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂豎向振動；

S4：工作臂橫向振動傳感器（12）拾取工作臂橫向擺動振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂擺動扭轉阻尼器（4）和工作臂擺動直線阻尼器（7）的線圈同時提供電流信號，工作臂擺動扭轉阻尼器（4）和工作臂擺動直線阻尼器（7）的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂橫向振動；

S5：工作臂縱向振動傳感器（13）拾取工作臂縱向振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂伸縮線性阻尼器（22）提供電流信號，工作臂伸縮線性阻尼器（22）的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂縱向振動；

S6：振動信號采集分析儀實時采集各個振動傳感器的振動信號，判斷振動是否正常。

7.根據權利要求6所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置的控制方法，其特征在于，所述S6中包括振動信號時域分析以及振動信號頻域分析。

8.根據權利要求7所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置的控制方法，其特征在于，振動信號時域分析包括：通過鉆機振動傳感器（1）、工作臂豎向振動傳感器（2）、工作臂橫向振動傳感器（12）、工作臂縱向振動傳感器（13）以及基準點振動傳感器，采集工作臂、鉆機振動以及基準點振動；

比較測點振動有效值與基準點振動有效值，判斷工作臂和鉆機振動是否超出閾值；

若測點振動加速度信號的有效值不超過基準點振動加速度信號的有效值的1.5倍，判定工作臂、鉆機振動滿足要求，發(fā)送正常信號給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊；

若測點振動加速度信號的有效值超過基準點振動加速度信號的有效值的1.5倍，判定工作臂、鉆機振動不滿足要求，發(fā)送異常報警信號給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊。

9.根據權利要求7所述的智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置的控制方法，其特征在于，振動信號頻域分析包括：獲得工作臂的固有頻率，振動數據分析儀預先導入工作臂數模，獲得工作臂各階固有頻率信息；

獲得振動頻譜信息，將測點振動頻譜與部件固有頻率比較，若振動頻率接近工作臂固有頻率或其倍頻，則判定振動不滿足要求，生成預警信號發(fā)送給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊；若實際振動頻率遠離其固有頻率及其倍頻成分，不發(fā)送信號給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊；

控制系統(tǒng)讀取數據采集輸出模塊的數據，若讀取的信號為預警信息，則發(fā)送指令給隔爆型執(zhí)行器；若讀取的信號為正常信號，則不發(fā)送指令給隔爆型執(zhí)行器；若CPU讀取了預警信息，根據振動有效值超出基準點振動有效值的大小，發(fā)出幅值成比例的指令給隔爆型執(zhí)行器。

說明書： 一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置技術領域[0001] 本發(fā)明屬于煤礦井下巷道支護的技術領域，具體公開了一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置。背景技術[0002] 錨桿支護是煤礦巷道掘進的主要支護形式。與工作面掘進作業(yè)相比，錨桿支護時間較長，需要操作工人數量相對較多，開發(fā)自動錨桿自護技術是提高巷道掘進效率、實現(xiàn)減人增效的重要措施。[0003] 錨桿支護自動定位存在如下技術難點：鋪網作業(yè)完畢后，自動尋找剛帶孔作業(yè)需要實現(xiàn)將鉆機準確移動到作業(yè)位置，確

保鉆箱的鉆桿精確對準網片的鋼帶孔，對孔的位置誤差需要控制在毫米級。由于工作臂的長度較長，行程達到2?3m，運動關節(jié)較多，累計誤差較大，難以實現(xiàn)精確定位。

[0004] 工作臂自動定位時間較短，通常需要在1?2min時間內完成鉆機精確定位，自動定位行程較大，達到3m左右，因此工作臂帶動鉆機高速運動，才能實現(xiàn)將鉆機從初始位置移動至工作位置，鉆機慣性引起工作臂振動。[0005] 鉆機的質量較大，達到2t左右。工作臂的長度較長，伸出長度達到5m，前端與鉆機鉸接，屬于典型的長懸臂重載荷結構。工作臂驅動鉆機移動，由于鉆機自身慣性，引起工作臂上下、左右振動，難以控制工作臂按照規(guī)劃路徑運動。實際運動軌跡誤差較大且隨機波動，難以修正。發(fā)明內容[0006] 本發(fā)明為了有效抑制鉆機自動定位引起的工作臂和鉆機振動，解決自動定位精度較低的問題，提供一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置。[0007] 本發(fā)明采取以下技術方案：一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置，包括錨桿鉆車機架，錨桿鉆車機架通過工作臂擺動扭轉阻尼器與底座鉸接連接，錨桿鉆車機架與底座

之間連接有工作臂擺動油缸，工作臂擺動油缸附近設置工作臂擺動直線阻尼器；

底座通過工作臂升降扭轉阻尼器與工作臂的一端鉸接連接，底座與工作臂之間連

接有工作臂升降油缸，工作臂升降油缸附近設置工作臂升降直線阻尼器；

工作臂的另一端通過與鉆機擺動扭轉阻尼器與鉆機擺動座鉸接連接，工作臂與鉆

機擺動座之間連接鉆機擺動油缸，鉆機擺動油缸上設置鉆機擺動直線阻尼器；

所述工作臂內安裝有工作臂伸縮直線阻尼器；

鉆機擺動座上安裝鉆機。

[0008] 在一些實施例中，工作臂擺動扭轉阻尼器、工作臂升降扭轉阻尼器以及鉆機擺動扭轉阻尼器結構相同，包括筒體，筒體內設有芯軸，與筒體構成回轉緊配合連接，筒體的內部設置有旋轉活塞，旋轉活塞表面纏繞線圈II，旋轉活塞端面與芯軸表面存在間隙，芯軸上安裝葉片，旋轉活塞、葉片將筒體內腔沿周向分為兩個腔體，兩個腔體內部充滿磁流變液，筒體端部裝配壓蓋。[0009] 在一些實施例中，工作臂擺動直線阻尼器、工作臂升降直線阻尼器、鉆機擺動直線阻尼器以及工作臂伸縮直線阻尼器結構相同，包括缸筒，缸筒內設置活塞，活塞與活塞桿連接，活塞桿的端部伸出缸筒；所述缸筒內充滿磁流變液，所述活塞上開有阻尼孔，活塞上繞有線圈I，線圈I通過引線引出。[0010] 在一些實施例中，還包括多維動態(tài)力矩主動減振控制系統(tǒng)，多維動態(tài)力矩主動減振控制系統(tǒng)包括布置在測點的多個振動傳感器，振動傳感器的為隔爆型壓電式振動加速度傳感器，隔爆型壓電式加速度傳感器通過無線方式與隔爆型多通道振動采集分析儀通信，隔爆型多通道振動采集分析儀與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過隔爆型執(zhí)行器分別與線圈I和線圈II連接。[0011] 在一些實施例中，所述多個振動傳感器包括：鉆機上安裝的鉆機振動傳感器，工作臂上安裝的工作臂豎向振動傳感器、工作臂橫向振動傳感器和工作臂縱向振動傳感器，以及鉆機機架上設置的基準點振動傳感器。[0012] 一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置的控制方法，包括：S1：工作臂擺動油缸動作，調整工作臂橫向擺動角度，工作臂升降油缸動作，調整

工作臂豎直方向角度，工作臂在其內部推移油缸的作用下伸出，調整工作臂長度，鉆機擺動油缸動作，調整鉆機擺角，使得鉆桿軸線與鋼帶孔軸線同軸；

S2：鉆機振動傳感器拾取鉆機擺動過程的振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經

過分析計算，給鉆機擺動直線阻尼器和鉆機擺動扭轉阻尼器同時提供電流信號，擺動直線阻尼器和鉆機擺動扭轉阻尼器的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力；

S3：工作臂豎向振動傳感器拾取工作臂豎向振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)

經過分析計算，給工作臂升降扭轉阻尼器、工作臂升降直線阻尼器的線圈同時提供電流信號，工作臂升降扭轉阻尼器、工作臂升降直線阻尼器的磁流變液在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂豎向振動；

S4：工作臂橫向振動傳感器拾取工作臂橫向擺動振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制

系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂擺動扭轉阻尼器和工作臂擺動直線阻尼器的線圈同時提供電流信號，工作臂擺動扭轉阻尼器和工作臂擺動直線阻尼器的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂橫向振動；

S5：工作臂縱向振動傳感器拾取工作臂縱向振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)

經過分析計算，給工作臂伸縮線性阻尼器提供電流信號，工作臂伸縮線性阻尼器的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂縱向振動；

S6：振動信號采集分析儀實時采集各個振動傳感器的振動信號，判斷振動是否正

常。

[0013] 所述S6中包括振動信號時域分析以及振動信號頻域分析。[0014] 振動信號時域分析包括：通過鉆機振動傳感器、工作臂豎向振動傳感器、工作臂橫向振動傳感器、工作臂縱

向振動傳感器以及基準點振動傳感器，采集工作臂、鉆機振動以及基準點振動；

比較測點振動有效值與基準點振動有效值，判斷工作臂和鉆機振動是否超出閾

值；

若測點振動加速度信號的有效值不超過基準點振動加速度信號的有效值的1.5

倍，判定工作臂、鉆機振動滿足要求，發(fā)送正常信號給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊；

若測點振動加速度信號的有效值超過基準點振動加速度信號的有效值的1.5倍，

判定工作臂、鉆機振動不滿足要求，發(fā)送異常報警信號給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊。

[0015] 振動信號頻域分析包括：獲得工作臂的固有頻率，振動數據分析儀預先導入工作臂數模，獲得工作臂各階

固有頻率信息；

獲得振動頻譜信息，將測點振動頻譜與部件固有頻率比較，若振動頻率接近工作

臂固有頻率或其倍頻，則判定振動不滿足要求，生成預警信號發(fā)送給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊；若實際振動頻率遠離其固有頻率及其倍頻成分，不發(fā)送信號給隔爆型多通道振動采集分析儀的數據輸出模塊；

控制系統(tǒng)讀取數據采集輸出模塊的數據，若讀取的信號為預警信息，則發(fā)送指令

給隔爆型執(zhí)行器；若讀取的信號為正常信號，則不發(fā)送指令給隔爆型執(zhí)行器；若CPU讀取了預警信息，根據振動有效值超出基準點振動有效值的大小，發(fā)出幅值成比例的指令給隔爆型執(zhí)行器。

[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：1、發(fā)動機驅動，輪式驅動智能錨桿鉆車行駛速度較快，與履帶式行走智能錨桿鉆

車相比，車身質量較輕，更加節(jié)能。而且移動速度較快，調機更加靈活。能夠明顯提升錨桿支護工作效率。

[0017] 2、通過多個阻尼減振器配合，解決了智能錨桿鉆車的鉆機自動定位的振動問題，避免了長期振動引起工作臂疲勞問題，提高了鉆機自動定位的操作安全性。[0018] 3、有效降低了鉆機自動定位過程引起的工作臂撓曲振動，提高了鉆機自動定位尋孔的控制精度。在煤礦巷道全自動錨鉆作業(yè)時，錨桿鉆機由工作臂夾持，全自動錨鉆流程包括自動鉆孔、送藥卷、上錨桿和錨桿緊固，鉆機自動打鉆的鉆桿位置需要與鋼帶孔保持同心，錨桿鉆機自動定位過程由于工作臂的振動大，導致定位后的鉆機鉆桿位置與鋼帶孔偏移較大，影響下一步鉆孔的對孔精度，進而影響全自動錨鉆流程的可靠性。[0019] 4、首次將主動減振技術應用于智能錨桿鉆車，設計了振動智能控制系統(tǒng)，根據測點振動幅值的大小動態(tài)調節(jié)阻尼數值，從而實現(xiàn)了工作臂阻尼的動態(tài)調節(jié)，鉆機定位尋孔過程，工作臂振動得到有效抑制、效果較好。[0020] 5、首次將磁流變阻尼技術應用于智能錨桿鉆車減振，在無磁場作用時，表現(xiàn)為低粘度的牛頓流體特性，在外加磁場作用下，可以在毫秒級時間內變成一種類似半固體具有高粘度、低流動性質的物質，產生所需的阻尼力。實現(xiàn)了錨桿鉆車工作臂振動的快速消減目的。附圖說明[0021] 圖1為智能錨桿鉆車總體結構示意圖；圖2為多維動態(tài)力矩減振平衡機構圖；

圖3為工作臂縱向減振機構圖；

圖4為直線減振機構圖；

圖5為扭轉減振機構圖；

圖6為扭轉減振機構剖面圖；

圖7為芯軸裝配圖；

圖8為多維動態(tài)力矩主動減振控制系統(tǒng)；

圖9磁流變液阻尼原理圖

圖標：1?鉆機振動傳感器；2?工作臂豎向振動傳感器；3?工作臂；4?工作臂擺動扭轉阻尼器；5?錨桿鉆車機架；6?底座；7?工作臂擺動直線阻尼器；8?工作臂擺動油缸；9?工作臂升降扭轉阻尼器；10?工作臂升降直線阻尼器；11?工作臂升降油缸；12?工作臂橫向振動傳感器；13?工作臂縱向振動傳感器；14?鉆機擺動直線阻尼器；15?鉆機擺動油缸；16?鉆機擺動扭轉阻尼器；17?鉆機擺動座；18?鉆機；19?外套筒；20?內套筒；21?工作臂伸縮油缸；

22?工作臂伸縮直線阻尼器；23?鉸接銷軸；24?缸筒；25?磁流變液；26?線圈Ⅰ；27?阻尼孔；

28?活塞；29?活塞桿；30?引線；31?芯軸；32?壓蓋；33?筒體；34?鍵槽；35?線圈Ⅱ；36?旋轉活塞；37?阻尼孔；38?葉片；39?芯軸端頭；40?芯軸體；41?平鍵；42?阻尼器壁；43?粒子；44?載液；45?粒子鏈；46?磁力線。

具體實施方式[0022] 下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0023] 如圖1所示，本實施例提供鉆機自動定位主動減振的智能錨桿鉆車總體示意圖，智能錨桿鉆車采用輪式行走，與履帶式行走錨桿鉆車相比，該智能錨桿鉆車行駛速度較快，調機更加靈活，錨桿支護效率較高。[0024] 一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位主動減振裝置，包括鉆機振動傳感器1、工作臂豎向振動傳感器2、工作臂3、工作臂擺動扭轉阻尼器4、錨桿鉆車機架5、底座6、工作臂擺動直線阻尼器7、工作臂擺動油缸8、工作臂升降扭轉阻尼器9、工作臂升降直線阻尼器10、工作臂升降油缸11、工作臂橫向振動傳感器12、工作臂縱向振動傳感器13、鉆機擺動直線阻尼器14、鉆機擺動油缸15、鉆機擺動扭轉阻尼器16、鉆機擺動座17、鉆機18。

[0025] 錨桿鉆車機架5通過工作臂擺動扭轉阻尼器4與底座6鉸接連接，錨桿鉆車機架5與底座6之間連接有工作臂擺動油缸8，工作臂擺動油缸8旁邊設置工作臂擺動直線阻尼器7；底座6通過工作臂升降扭轉阻尼器9與工作臂3的一端鉸接連接，底座6與工作臂3之間連接有工作臂升降油缸11，工作臂升降油缸11旁邊設置工作臂升降直線阻尼器10；工作臂3的另一端通過與鉆機擺動扭轉阻尼器16與鉆機擺動座17鉸接連接，工作臂3與鉆機擺動座17之間連接鉆機擺動油缸15，鉆機擺動油缸15旁邊設置鉆機擺動直線阻尼器14；所述工作臂3內安裝有工作臂伸縮直線阻尼器22；鉆機擺動座17上安裝鉆機18。

[0026] 其中，工作臂擺動扭轉阻尼器4具有兩種功能，首先，作為鉸接銷軸，提供足夠的剛性，使得底座6與機架5構成回轉副。再者，提供阻尼力，阻礙底座6繞機架5旋轉振動。工作臂3與底座6通過工作臂升降扭轉阻尼器9鉸接，升降扭轉阻尼器9具有兩種功能，首先，作為鉸接銷軸，提供足夠的剛性，使得工作臂3與底座6構成回轉副。再者，提供阻尼力，阻礙工作臂

3繞底座6旋轉振動。鉆機擺動座17與工作臂3通過鉆機擺動扭轉阻尼器16鉸接，鉆機擺動扭轉阻尼器16具有兩種功能，首先，作為鉸接銷軸，提供足夠的剛性，使得鉆機擺動座17與工作臂3構成回轉副。再者，提供阻尼力，阻礙鉆機擺動座17繞工作臂3旋轉振動。

[0027] 智能錨桿鉆車自動定位流程如下，控制系統(tǒng)給電磁閥發(fā)送控制信號，工作臂擺動油缸8動作，調整工作臂橫向擺動角度，工作臂升降油缸11動作，調整工作臂豎直方向角度，工作臂在其內部推移油缸21的作用下伸出，調整工作臂長度，鉆機擺動油缸15動作，調整鉆機擺角，使得鉆桿軸線與鋼帶孔軸線同軸。[0028] 工作臂擺動扭轉阻尼器4、工作臂擺動直線阻尼器7、工作臂升降扭轉阻尼器9、工作臂升降直線阻尼器10、鉆機擺動直線阻尼器14、鉆機擺動扭轉阻尼器16、工作臂伸縮直線阻尼器22在智能錨桿鉆車自動定位流程中，消減工作臂、鉆機多位動態(tài)力矩引起的隨機振動，提高鉆機自動定位精度，進而提高錨桿支護的可靠性。[0029] 如圖3所示，工作臂3包括外套筒19、內套筒20、工作臂伸縮油缸21。工作臂伸縮油缸21活塞桿與內套筒20鉸接，缸筒與外套筒19鉸接。內套筒20在工作臂伸縮油缸21的活塞推移作用下伸縮。從而實現(xiàn)工作臂伸縮的目的。工作臂3通過鉆機擺動座17與鉆機18連接。工作臂3伸縮完成鉆機沿著工作臂方向位置的調整。

[0030] 工作臂擺動直線阻尼器7、工作臂升降直線阻尼器10、鉆機擺動直線阻尼器14以及工作臂伸縮直線阻尼器22結構相似。如圖4所示，包括缸筒24、磁流變液25、線圈26、阻尼孔27、活塞28、活塞桿29、引線30。線圈纏繞在活塞26表面上?；钊麠U內部加工了引線孔，線圈的引線30經由活塞桿內部的引線孔穿出與控制系統(tǒng)的電流信號輸出端連接。活塞28將缸筒

24的腔體分隔成為兩個腔體。腔體內部充滿磁流變液?；钊?8內部沿者缸筒24軸線方向加工了均布的阻尼孔27。

[0031] 下面以工作臂升降直線阻尼器10為例說明其工作流程和工作原理。缸筒24通過銷軸與底座6鉸接，活塞桿29通過銷軸與工作臂3鉸接。當工作臂3發(fā)生豎直方向的擺動振動時，活塞桿29與缸筒24產生高頻的相對運動。缸筒24內部兩個腔體的磁流變液25經由活塞28內部的阻尼孔27高頻相互流動?？刂葡到y(tǒng)接收振動傳感器2的振動信號，分析計算輸出控制電流信號，控制電流信號經由引線30到達線圈I26。

[0032] 線圈I26產生磁場，磁流變液25在磁場強度作用下，在毫秒級的響應時間內實現(xiàn)由牛頓流體變?yōu)轭惞虘B(tài)，且變化過程是連續(xù)可逆的。磁流變液主要由極性離子、載體液和穩(wěn)定劑組成。磁流變液未受到磁場作用時是牛頓流體，受到磁場強度后，極性離子受到磁場作用產生偶極矩，通過偶極子之間的作用形成與外加磁場平行的鏈狀結構，隨著外加磁場的增大，鏈狀逐漸變?yōu)閳F簇狀，在強磁場作用下又變成類固態(tài)，牛頓流體流動性幾乎消失?；钊?8需要克服磁流變液的屈服剪應力，使其產生塑性流動才能在缸筒24內部運動。只要調整線圈的磁場強度，就可以調整阻尼器中的阻尼力大小。

[0033] 工作臂擺動扭轉阻尼器4、工作臂升降扭轉阻尼器9以及鉆機擺動扭轉阻尼器16結構相同，如圖5、6所示，包括芯軸31、壓蓋32、筒體33、鍵槽34、線圈II35、旋轉活塞36、阻尼孔37、筒體33、磁流變液25、芯軸31、葉片38。芯軸31穿入筒體33，與筒體33構成回轉緊配合連接。筒體33與芯軸31設計了一定長度的孔與軸配合連接。筒體33的內部加工了旋轉活塞36。

旋轉活塞36表面纏繞了線圈II35，旋轉活塞36端面與芯軸31表面存在間隙37，此間隙37構成阻尼孔，葉片38安裝在芯軸31上，旋轉活塞36、葉片38將筒體33內腔沿周向分為2個腔體，

2個腔體內部充滿磁流變液25。壓蓋32裝配在筒體33端部，與筒體33的內部腔體構成封閉空間，防止磁流變液25泄露。

[0034] 下面以工作臂升降扭轉阻尼器9為例說明其工作流程和工作原理。底座6的耳板上加工了銷孔，銷孔內部加工了鍵槽，芯軸31穿入底座6的耳板銷孔，與底座6構成孔與軸的緊配合連接。平鍵穿入芯軸31、底座6鍵槽，阻止二者相對回轉運動。筒體33穿入工作臂3鉸接孔，二者構成孔與軸的緊配合連接。工作臂3鉸接孔內部加工了鍵槽，平鍵穿入筒體33與工作臂3鉸接孔鍵槽，阻止二者相對回轉運動。[0035] 工作臂3豎直方向振動導致筒體33相對芯軸31高頻回轉運動，回轉活塞35在筒體的驅動下相對芯軸31高頻回轉運動，旋轉活塞36與葉片38之間形成體積可變腔體。腔體內部磁流變液沿阻尼孔37高頻流動，控制系統(tǒng)給線圈35通入電流，形成磁場，磁流變液變成類固態(tài)，阻礙芯軸與筒體的相對運動，從而起到工作臂減振的目的。[0036] 本實施例提供芯軸裝配圖，包括芯軸端頭39、芯軸體40、平鍵41。兩件芯軸端頭39裝配在芯軸體40圓柱孔內，芯軸端頭39與芯軸體40構成軸孔緊配合。芯軸端頭39與芯軸體40通過平鍵連接，保證芯軸端頭39與芯軸體40同步轉動。

[0037] 下面以工作臂升降扭轉阻尼器9為例說明其裝配流程和工作原理。首先將芯軸體裝配在筒體33內部，并將壓蓋32裝配在筒體33端部。然后將上述裝配完畢的組件穿入工作臂3的鉸接孔內部，并且將平鍵裝入筒體33與鉸接孔的鍵槽。接下來，將工作臂吊裝至圖2所示裝配位置。將2件平鍵分別裝配到芯軸端頭39鍵槽內。最后將2件芯軸端頭39穿入底座6鉸接孔及芯軸體40定位孔，與芯軸體40構成平鍵連接。工作臂3豎直擺動振動，驅動筒體33振動，底座6受到工作臂擺動扭轉阻尼器4的約束，豎直方向保持相對靜止，芯軸端頭39與底座6保持相對靜止，芯軸體40與芯軸端頭39保持相對靜止，因而，筒體33相對芯軸體40高頻旋轉振動。旋轉活塞36與葉片38的腔體體積動態(tài)變化，控制系統(tǒng)給線圈II35通電，磁流變液25變成類固態(tài)，產生阻尼力，達到消減工作臂3豎直方向振動的目的。

[0038] 本實施例提供多維動態(tài)力矩主動減振控制系統(tǒng)，包括隔爆型壓電式加速度傳感器、隔爆型多通道振動采集分析儀、控制系統(tǒng)。井下使用的傳感器、振動采集分析儀、控制器、線圈需要滿足隔爆要求，為此開發(fā)井下專用隔爆型振動采集分析和控制系統(tǒng)，隔爆型壓電式加速度傳感器作為數據采集前端，具有靈敏度高、線性度范圍寬、頻率范圍寬，具有較好的相位特性和頻響特性，能夠完成錨護執(zhí)行機構高頻動態(tài)信號的高精度采集。[0039] 采用無線數據傳輸方式，避免了工作臂、鉆機動作對數據線的牽扯，避免了井下使用，對數據線擠壓造成可靠性降低的問題。多通道數據采集儀通過交換機與傳感器通訊，完成振動加速度信號的高頻、高速、實時采集和傳輸。[0040] 振動信號采集分析儀集成了振動信號預處理功能，將振動測試中采集到的數據盡可能真實地還原成實際振動狀況，濾除噪聲干擾。井下振動信號的干擾噪聲來自周圍設備與部件的振動、膠管喘振、交流電工頻干擾等。[0041] 振動信號采集分析儀包括數據采集模塊、信號預處理模塊、數據分析模塊、數據顯示、存儲模塊、數據輸出模塊。信號預處理模塊自主完成消除振動趨勢項、小波閾值降噪處理。數據分析模塊完成振動信號時域分析、頻域分析。獲得振動信號峰值、有效值、振動頻譜。[0042] 振動信號時域分析獲得振動幅值信息，同時采集工作臂、鉆機振動以及基準點振動，基準點布置在機架上。通過比較測點振動有效值與基準點振動有效值，判斷工作臂和鉆機振動是否超出閾值。采用如下公式判定。[0043] ………………………………1式中：SA表示測點振動有效值，KA表示基準點振動有效值。

[0044] 若測點振動加速度信號的有效值SA不超過基準點振動加速度信號的有效值KA的1.5倍，判定工作臂、鉆機振動滿足要求，發(fā)送正常信號給數據輸出模塊。

[0045] 若測點振動加速度信號的有效值SA超過基準點振動加速度信號的有效值KA的1.5倍，判定工作臂、鉆機振動不滿足要求，發(fā)送異常報警信號給數據輸出模塊。[0046] 振動信號模態(tài)分析，獲得工作臂的固有頻率。振動數據分析儀預先導入工作臂數模，通過模態(tài)分析軟件，獲得工作臂各階固有頻率信息。[0047] 振動信號頻域分析獲得振動頻譜信息，將測點振動頻譜與部件固有頻率比較。以工作臂為例，若工作臂振動頻率接近工作臂固有頻率或其倍頻，則判定振動不滿足要求，生成預警信號發(fā)送給數據輸出模塊。若工作臂實際振動頻率遠離其固有頻率及其倍頻成分，不發(fā)送信號給數據輸出模塊。信號頻域判定的公式如下。[0048] ……………………………2式中： 表示測點振動頻譜；f表示固有頻率；K表示正整數。

[0049] 控制系統(tǒng)的外部設備為數據采集的輸出模塊，控制系統(tǒng)讀取數據采集輸出模塊的數據，CPU根據讀取的信息，判斷是否為預警信息，若讀取的信號為預警信息，則發(fā)送指令給執(zhí)行器。若讀取的信號為正常信號，則不發(fā)送指令給執(zhí)行器。若CPU讀取了預警信息，根據振動有效值超出基準點振動有效值的大小，發(fā)出幅值成比例的指令給執(zhí)行器。[0050] 本實施例提供磁流變液阻尼原理圖，包括阻尼器壁42、粒子43、載液44、粒子鏈45、磁力線46。磁流變液是由可磁化粒子、基液及添加劑組成的懸浮液，基液及添加劑又稱載液。在非工作狀態(tài)無外加磁場作用時，磁流變液中的可磁化粒子43任意地分布在載液44中，其具有良好的流動性。當受到外加磁場作用時，可磁化粒子沿者磁力線46形成粒子鏈45，其屈服剪應力迅速增大，從流體狀態(tài)迅速變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)，流動性急劇下降甚至消失。若撤去外加磁場，可磁化粒子能迅速從鏈狀結構轉變?yōu)閺浡植紶顟B(tài)，磁流變液從類固體狀態(tài)轉變?yōu)榱黧w狀態(tài)，恢復原有的流動性。[0051] 依據磁流變液的屈服剪應力可由外加磁場可逆調控的特性，可以設計各種各樣的磁流變液阻尼器。智能錨桿鉆車鉆機自動定位多維動態(tài)力矩阻尼減振器采用擠壓—流動模式。[0052] 一種智能錨桿鉆車鉆機自動定位機構主動減振裝置的控制方法，S1：工作臂擺動油缸8動作，調整工作臂橫向擺動角度，工作臂升降油缸11動作，調整工作臂豎直方向角度，工作臂在其內部推移油缸21的作用下伸出，調整工作臂長度，鉆機擺動油缸15動作，調整鉆機擺角，使得鉆桿與鋼帶孔沿者相同方向。

[0053] S2：鉆機振動傳感器1拾取鉆機擺動過程的振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給鉆機擺動直線阻尼器14和鉆機擺動扭轉阻尼器16同時提供電流信號，擺動直線阻尼器14和鉆機擺動扭轉阻尼器16的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力。[0054] S3：工作臂豎向振動傳感器2拾取工作臂豎向振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂升降扭轉阻尼器9、工作臂升降直線阻尼器10的線圈同時提供電流信號，工作臂升降扭轉阻尼器9、工作臂升降直線阻尼器10的磁流變液在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂豎向振動。[0055] S4：工作臂橫向振動傳感器12拾取工作臂橫向擺動振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂擺動扭轉阻尼器4和工作臂擺動直線阻尼器7的線圈同時提供電流信號，工作臂擺動扭轉阻尼器4和工作臂擺動直線阻尼器7的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂橫向振動。[0056] S5：工作臂縱向振動傳感器13拾取工作臂縱向振動信號，發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經過分析計算，給工作臂伸縮線性阻尼器22提供電流信號，工作臂伸縮線性阻尼器22的磁流變液體在線圈磁場的作用下，產生阻尼力，阻礙工作臂縱向振動。[0057] S6：振動信號采集分析儀實時采集各個振動傳感器的振動信號，判斷振動是否正常。具體包括振動信號時域分析以及振動信號頻域分析。[0058] 最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。