王新昌，董辉辉，娄安东，尹国辉，李向阳

1中信重工机械股份有限公司 河南洛阳 471039

2南京科工煤炭科学技术研究有限公司 江苏南京 210000

近年来随着以聚合物材料为基础的薄喷支护技术不断成熟，在某些巷道中薄喷材料可以取代喷射混凝土完成巷道壁面的封闭，避免巷道壁面的风化、有效解决了喷射混凝土无法实现隔绝有害气体的问题。现有薄喷施工工艺及装备机械化、自动化程度较低，难以满足高速掘进巷道的要求[1]。

基于煤矿业主对薄喷自动化装备的迫切需求，针对性研发了煤矿井下巷道可移动自动化喷涂机械臂。该机械臂采用极坐标形式，基座固定连接于履带式底盘上，可实现摆动伸缩及移动，旨在提高巷道薄喷支护作业效率，降低工人作业强度，提高安全性。考虑到由于喷涂作业机械臂不停的伸缩摆动，受周期性运动载荷作用的基座与底盘连接处易被破坏，基座顶部受运动载荷影响也可能会发生一定的局部位移，从而存在安全隐患。笔者利用 Inventor 运动仿真结合应力分析对受运动载荷的基座进行有限元分析及结构优化来提高设备的安全性能。

1 机械臂结构

依据 5 m×5 m 巷道横截面及喷涂工艺要求进行机械臂的结构设计，确定了移动喷涂机械臂的机械结构、尺寸和基本运动形式[2]，实现了机械臂的俯仰、摆动、臂的伸缩和喷枪姿态调整等功能。机械臂结构如图 1 所示。为了便于机械臂的维护保养，机械臂基座采用可拆连接方式，通过螺栓连接于履带底盘满足其可移动性要求。……