地下采掘装备智能化研究及改造是智慧矿山发展的重要内容,煤机定位测姿系统是煤矿采掘装备实现自动化智能化的关键设备。本文依据校企合作需求,根据企业对掘进机智能化改造要求,对悬臂式掘进机定位测姿方法进行了研究。论文在查阅和调研国内外采掘装备定位测姿方法及技术的基础上,根据掘进机工作精度和性能要求,对掘进机惯性组合定位测姿方法进行了比较深入的研究,建立了掘进机运动坐标系和坐标变换模型,进行了捷联惯性导航系统误差分析,为掘进机定位测姿系统的惯性测量单元选择提供了可行方法,并在此基础上对惯性导航系统的初始对准进行了综述性的研究,为掘进机惯性组合定位测姿系统的深入研究奠定了基础。本文对基于惯性+激光靶标的掘进机组合定位测姿方法进行了研究,并通过车载试验和仿真分析,虽然采用旋转跟踪式的激光标靶可以实现掘进机的定位测姿功能,但由于地下掘进环境的复杂性,激光光斑的落点误差对激光靶标式定位测姿精度的影响,因此该方法的应用还需要进一步改进。为了进一步提高掘进机定位测姿精度,本文进行了基于惯性+动态跟踪全站仪组合定位测姿技术的研究,惯性导航系统在输入初始经纬度后,全站仪给出掘进机在导航坐标系的坐标,在掘进机前进过程中不断结合惯导系统反馈的位姿数据,进行补偿修正。在掘进一段距离后,掘进机停止运动,再将全站仪前移,由当前不变的掘进机坐标,结合移动后全站仪测量坐标,再确定全站仪位于导航坐标系的新位置,掘进机再次前进,此时经过坐标变换可以继续为掘进机进行误差修正。系统采用卡尔曼滤波器对全站仪测量的位置信息和捷联惯导测量的位姿信息进行融合滤波,实现了掘进机定位测姿功能。论文研究结果在某型悬臂式掘进机智能化改造中得到了较好的应用,试验精度满足掘进机改造要求,基于动态跟踪全站仪+惯性组合定位测姿方法的研究,解决了掘进机自动化智能化改造中的关键问题,为企业减员增效、安全生产发挥重要作用,对掘进机生产企业及煤炭开采企业具有很好的经济价值和社会效益。