巷道内激光发射装置被用于控制巷道内掘进设备的前进方向,并对掘进设备的多位姿参数进行实时监测。由于构件制造工艺系统中随机因素的影响会产生加工误差,并且为了保证各个运动副构件之间能够进行一定的相对运动,运动副之间必须具有一定间隙的动配合,而运动副间隙的存在则会导致运动副构件的实际运动情况与理想情况之间存在一定的偏差。因此为了降低运动副间隙的存在对机构精度的影响,提升装置的激光精度,需要对激光发射装置的运动状态进一步分析,并完成误差补偿的研究。本文主要研究内容如下:通过对装置的结构进行分析,针对激光发射装置横纵向调整过程中对激光精度产生主要影响的运动副间隙进行数学模型的建立。以D-H参数法为基础,根据结构对D-H参数法进行改进。以十字激光为研究对象,分别完成横、纵向调整过程中无运动副间隙影响下十字激光的运动理想模型的建立。再将运动副间隙模型加入理想运动模型,分别得到横、纵向调整过程激光发射架关节误差传递模型。在激光发射装置横纵向调整过程中,各运动副间隙之间存在着相互影响。所以通过改进的D-H参数法建立激光发射架双轴耦合模型。确定运动副间隙的大小,按照正态分布规律对运动副间隙数学模型中的变量进行赋值。再通过MATLAB软件对横纵激光双轴耦合理想运动模型及关节误差传递模型进行仿真求解,分别得到激光发射点在空间内的理想分布情况以及在运动副间隙影响下激光发射点的分布情况。分析在激光调校完成后十字激光的精度。由于激光发射装置旋转头的质量分布不均,导致由于旋转头转动而产生的离心力也不均衡,并且由于机构内运动副间隙的存在,致使机构在此离心力的作用下会产生一定的振动,对机构的运动精度造成影响。将含间隙模型导入Adams中,通过软件模拟旋转头不平衡的转动对激光误差精度的影响,并得到在重力的影响下各个关节运动副间隙的分布情况。将这些关节间隙分布情况通过MATLAB重新编程输入调整过程关节误差传递模型进行仿真,完成双轴耦合关节误差传递模型的优化。基于弹簧牵引对关节误差补偿精度的分析。首先确定弹簧安装位置。再通过调整电机的参数确定在弹簧的极限拉伸状态下,电机所能承受的弹簧最大拉力,通过调整电机的工作行程确定弹簧的工作行程。据此完成弹簧的参数确定。根据弹簧的主要参数,在Adams仿真模型中加入弹簧约束,得到在弹簧约束下激光发射装置激光精度的变化。该论文有图46幅,表12个,参考文献66篇。