煤矿探水钻机钻杆偏斜视觉校正机构研究

刘瑞

doi:10.13436/j.mkjx.202610020

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10) : 107 -111. DOI: 10.13436/j.mkjx.202610020

煤矿探水钻机钻杆偏斜视觉校正机构研究

刘瑞

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摘要

煤矿探水钻机在深孔钻进中易受复杂地层扰动产生轨迹偏斜，传统盲钻模式难以实现实时位姿纠偏。为此，提出一种基于视觉感知的钻杆偏斜自适应校正方法。构建了融合暗通道先验与轻量化YOLOv8的视觉特征辨识模型，实时解算钻杆三维位姿；同时，建立纠偏机构动力学模型，通过滑模变结构控制（SMC）算法驱动径向伺服缸完成物理校正。实验结果表明：在软硬交替复合地层中，该方法将最大径向偏移量从45.16 mm降至6.02 mm，减少了86.7%，稳态偏斜角由4.82°降至0.48°；突变工况下，系统响应延迟仅15 ms，误差收敛时间缩短至1.4 s。验证了视觉-机械协同体系能有效抑制钻进偏斜，保障了探水钻孔的成孔质量与作业安全。