智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置

权利要求书： 1.一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置，其特征在于，包括锚杆钻车机架（5），

锚杆钻车机架（5）通过工作臂摆动扭转阻尼器（4）与底座（6）铰接连接，锚杆钻车机架（5）与底座（6）之间连接有工作臂摆动油缸（8），工作臂摆动油缸（8）附近设置工作臂摆动直线阻尼器（7）；

底座（6）通过工作臂升降扭转阻尼器（9）与工作臂（3）的一端铰接连接，底座（6）与工作臂（3）之间连接有工作臂升降油缸（11），工作臂升降油缸（11）附近设置工作臂升降直线阻尼器（10）；

工作臂（3）的另一端通过与钻机摆动扭转阻尼器（16）与钻机摆动座（17）铰接连接，工作臂（3）与钻机摆动座（17）之间连接钻机摆动油缸（15），钻机摆动油缸（15）上设置钻机摆动直线阻尼器（14）；

所述工作臂（3）内安装有工作臂伸缩直线阻尼器（22）；

钻机摆动座（17）上安装钻机（18）。

2.根据权利要求1或2所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置，其特征在于，所述工作臂摆动扭转阻尼器（4）、工作臂升降扭转阻尼器（9）以及钻机摆动扭转阻尼器（16）结构相同，包括筒体（33），筒体（33）内设有芯轴（31），与筒体（33）构成回转紧配合连接，筒体（33）的内部设置有旋转活塞（36），旋转活塞（36）表面缠绕线圈II（35），旋转活塞（36）端面与芯轴（31）表面存在间隙（37），芯轴（31）上安装叶片（38），旋转活塞（36）、叶片（38）将筒体（33）内腔沿周向分为两个腔体，两个腔体内部充满磁流变液（25），筒体（33）端部装配压盖（32）。

3.根据权利要求2所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置，其特征在于，所述工作臂摆动直线阻尼器（7）、工作臂升降直线阻尼器（10）、钻机摆动直线阻尼器（14）以及工作臂伸缩直线阻尼器（22）结构相同，包括缸筒（24），缸筒（24）内设置活塞（28），活塞（28）与活塞杆（29）连接，活塞杆（29）的端部伸出缸筒（24）；所述缸筒（24）内充满磁流变液（25），所述活塞（28）上开有阻尼孔（27），活塞（28）上绕有线圈I（26），线圈I（26）通过引线（30）引出。

4.根据权利要求3所述的智能锚杆钻车钻机自动定位主动减振装置，其特征在于，还包括多维动态力矩主动减振控制系统，多维动态力矩主动减振控制系统包括布置在测点的多个振动传感器，振动传感器的为隔爆型压电式振动加速度传感器，隔爆型压电式加速度传感器通过无线方式与隔爆型多通道振动采集分析仪通信，隔爆型多通道振动采集分析仪与控制系统连接，控制系统通过隔爆型执行器分别与线圈I（26）和线圈II（35）连接。

5.根据权利要求4所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置，其特征在于，所述多个振动传感器包括：钻机（18）上安装的钻机振动传感器（1），工作臂（3）上安装的工作臂竖向振动传感器（2）、工作臂横向振动传感器（12）和工作臂纵向振动传感器（13），以及钻机机架上设置的基准点振动传感器。

6.一种如权利要求5所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置的控制方法，其特征在于，

S1：工作臂摆动油缸（8）动作，调整工作臂横向摆动角度，工作臂升降油缸（11）动作，调整工作臂竖直方向角度，工作臂在其内部推移油缸（21）的作用下伸出，调整工作臂长度，钻机摆动油缸15动作，调整钻机摆角，使得钻杆轴线与钢带孔轴线同轴；

S2：钻机振动传感器（1）拾取钻机摆动过程的振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给钻机摆动直线阻尼器（14）和钻机摆动扭转阻尼器（16）同时提供电流信号，摆动直线阻尼器（14）和钻机摆动扭转阻尼器（16）的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力；

S3：工作臂竖向振动传感器（2）拾取工作臂竖向振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给工作臂升降扭转阻尼器（9）、工作臂升降直线阻尼器（10）的线圈同时提供电流信号，工作臂升降扭转阻尼器（9）、工作臂升降直线阻尼器（10）的磁流变液在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂竖向振动；

S4：工作臂横向振动传感器（12）拾取工作臂横向摆动振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给工作臂摆动扭转阻尼器（4）和工作臂摆动直线阻尼器（7）的线圈同时提供电流信号，工作臂摆动扭转阻尼器（4）和工作臂摆动直线阻尼器（7）的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂横向振动；

S5：工作臂纵向振动传感器（13）拾取工作臂纵向振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给工作臂伸缩线性阻尼器（22）提供电流信号，工作臂伸缩线性阻尼器（22）的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂纵向振动；

S6：振动信号采集分析仪实时采集各个振动传感器的振动信号，判断振动是否正常。

7.根据权利要求6所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置的控制方法，其特征在于，所述S6中包括振动信号时域分析以及振动信号频域分析。

8.根据权利要求7所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置的控制方法，其特征在于，振动信号时域分析包括：通过钻机振动传感器（1）、工作臂竖向振动传感器（2）、工作臂横向振动传感器（12）、工作臂纵向振动传感器（13）以及基准点振动传感器，采集工作臂、钻机振动以及基准点振动；

比较测点振动有效值与基准点振动有效值，判断工作臂和钻机振动是否超出阈值；

若测点振动加速度信号的有效值不超过基准点振动加速度信号的有效值的1.5倍，判定工作臂、钻机振动满足要求，发送正常信号给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块；

若测点振动加速度信号的有效值超过基准点振动加速度信号的有效值的1.5倍，判定工作臂、钻机振动不满足要求，发送异常报警信号给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块。

9.根据权利要求7所述的智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置的控制方法，其特征在于，振动信号频域分析包括：获得工作臂的固有频率，振动数据分析仪预先导入工作臂数模，获得工作臂各阶固有频率信息；

获得振动频谱信息，将测点振动频谱与部件固有频率比较，若振动频率接近工作臂固有频率或其倍频，则判定振动不满足要求，生成预警信号发送给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块；若实际振动频率远离其固有频率及其倍频成分，不发送信号给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块；

控制系统读取数据采集输出模块的数据，若读取的信号为预警信息，则发送指令给隔爆型执行器；若读取的信号为正常信号，则不发送指令给隔爆型执行器；若CPU读取了预警信息，根据振动有效值超出基准点振动有效值的大小，发出幅值成比例的指令给隔爆型执行器。

说明书： 一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置技术领域[0001] 本发明属于煤矿井下巷道支护的技术领域，具体公开了一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置。背景技术[0002] 锚杆支护是煤矿巷道掘进的主要支护形式。与工作面掘进作业相比，锚杆支护时间较长，需要操作工人数量相对较多，开发自动锚杆自护技术是提高巷道掘进效率、实现减人增效的重要措施。[0003] 锚杆支护自动定位存在如下技术难点：铺网作业完毕后，自动寻找刚带孔作业需要实现将钻机准确移动到作业位置，确

保钻箱的钻杆精确对准网片的钢带孔，对孔的位置误差需要控制在毫米级。由于工作臂的长度较长，行程达到2?3m，运动关节较多，累计误差较大，难以实现精确定位。

[0004] 工作臂自动定位时间较短，通常需要在1?2min时间内完成钻机精确定位，自动定位行程较大，达到3m左右，因此工作臂带动钻机高速运动，才能实现将钻机从初始位置移动至工作位置，钻机惯性引起工作臂振动。[0005] 钻机的质量较大，达到2t左右。工作臂的长度较长，伸出长度达到5m，前端与钻机铰接，属于典型的长悬臂重载荷结构。工作臂驱动钻机移动，由于钻机自身惯性，引起工作臂上下、左右振动，难以控制工作臂按照规划路径运动。实际运动轨迹误差较大且随机波动，难以修正。发明内容[0006] 本发明为了有效抑制钻机自动定位引起的工作臂和钻机振动，解决自动定位精度较低的问题，提供一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置。[0007] 本发明采取以下技术方案：一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置，包括锚杆钻车机架，锚杆钻车机架通过工作臂摆动扭转阻尼器与底座铰接连接，锚杆钻车机架与底座

之间连接有工作臂摆动油缸，工作臂摆动油缸附近设置工作臂摆动直线阻尼器；

底座通过工作臂升降扭转阻尼器与工作臂的一端铰接连接，底座与工作臂之间连

接有工作臂升降油缸，工作臂升降油缸附近设置工作臂升降直线阻尼器；

工作臂的另一端通过与钻机摆动扭转阻尼器与钻机摆动座铰接连接，工作臂与钻

机摆动座之间连接钻机摆动油缸，钻机摆动油缸上设置钻机摆动直线阻尼器；

所述工作臂内安装有工作臂伸缩直线阻尼器；

钻机摆动座上安装钻机。

[0008] 在一些实施例中，工作臂摆动扭转阻尼器、工作臂升降扭转阻尼器以及钻机摆动扭转阻尼器结构相同，包括筒体，筒体内设有芯轴，与筒体构成回转紧配合连接，筒体的内部设置有旋转活塞，旋转活塞表面缠绕线圈II，旋转活塞端面与芯轴表面存在间隙，芯轴上安装叶片，旋转活塞、叶片将筒体内腔沿周向分为两个腔体，两个腔体内部充满磁流变液，筒体端部装配压盖。[0009] 在一些实施例中，工作臂摆动直线阻尼器、工作臂升降直线阻尼器、钻机摆动直线阻尼器以及工作臂伸缩直线阻尼器结构相同，包括缸筒，缸筒内设置活塞，活塞与活塞杆连接，活塞杆的端部伸出缸筒；所述缸筒内充满磁流变液，所述活塞上开有阻尼孔，活塞上绕有线圈I，线圈I通过引线引出。[0010] 在一些实施例中，还包括多维动态力矩主动减振控制系统，多维动态力矩主动减振控制系统包括布置在测点的多个振动传感器，振动传感器的为隔爆型压电式振动加速度传感器，隔爆型压电式加速度传感器通过无线方式与隔爆型多通道振动采集分析仪通信，隔爆型多通道振动采集分析仪与控制系统连接，控制系统通过隔爆型执行器分别与线圈I和线圈II连接。[0011] 在一些实施例中，所述多个振动传感器包括：钻机上安装的钻机振动传感器，工作臂上安装的工作臂竖向振动传感器、工作臂横向振动传感器和工作臂纵向振动传感器，以及钻机机架上设置的基准点振动传感器。[0012] 一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置的控制方法，包括：S1：工作臂摆动油缸动作，调整工作臂横向摆动角度，工作臂升降油缸动作，调整

工作臂竖直方向角度，工作臂在其内部推移油缸的作用下伸出，调整工作臂长度，钻机摆动油缸动作，调整钻机摆角，使得钻杆轴线与钢带孔轴线同轴；

S2：钻机振动传感器拾取钻机摆动过程的振动信号，发送给控制系统，控制系统经

过分析计算，给钻机摆动直线阻尼器和钻机摆动扭转阻尼器同时提供电流信号，摆动直线阻尼器和钻机摆动扭转阻尼器的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力；

S3：工作臂竖向振动传感器拾取工作臂竖向振动信号，发送给控制系统，控制系统

经过分析计算，给工作臂升降扭转阻尼器、工作臂升降直线阻尼器的线圈同时提供电流信号，工作臂升降扭转阻尼器、工作臂升降直线阻尼器的磁流变液在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂竖向振动；

S4：工作臂横向振动传感器拾取工作臂横向摆动振动信号，发送给控制系统，控制

系统经过分析计算，给工作臂摆动扭转阻尼器和工作臂摆动直线阻尼器的线圈同时提供电流信号，工作臂摆动扭转阻尼器和工作臂摆动直线阻尼器的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂横向振动；

S5：工作臂纵向振动传感器拾取工作臂纵向振动信号，发送给控制系统，控制系统

经过分析计算，给工作臂伸缩线性阻尼器提供电流信号，工作臂伸缩线性阻尼器的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂纵向振动；

S6：振动信号采集分析仪实时采集各个振动传感器的振动信号，判断振动是否正

常。

[0013] 所述S6中包括振动信号时域分析以及振动信号频域分析。[0014] 振动信号时域分析包括：通过钻机振动传感器、工作臂竖向振动传感器、工作臂横向振动传感器、工作臂纵

向振动传感器以及基准点振动传感器，采集工作臂、钻机振动以及基准点振动；

比较测点振动有效值与基准点振动有效值，判断工作臂和钻机振动是否超出阈

值；

若测点振动加速度信号的有效值不超过基准点振动加速度信号的有效值的1.5

倍，判定工作臂、钻机振动满足要求，发送正常信号给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块；

若测点振动加速度信号的有效值超过基准点振动加速度信号的有效值的1.5倍，

判定工作臂、钻机振动不满足要求，发送异常报警信号给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块。

[0015] 振动信号频域分析包括：获得工作臂的固有频率，振动数据分析仪预先导入工作臂数模，获得工作臂各阶

固有频率信息；

获得振动频谱信息，将测点振动频谱与部件固有频率比较，若振动频率接近工作

臂固有频率或其倍频，则判定振动不满足要求，生成预警信号发送给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块；若实际振动频率远离其固有频率及其倍频成分，不发送信号给隔爆型多通道振动采集分析仪的数据输出模块；

控制系统读取数据采集输出模块的数据，若读取的信号为预警信息，则发送指令

给隔爆型执行器；若读取的信号为正常信号，则不发送指令给隔爆型执行器；若CPU读取了预警信息，根据振动有效值超出基准点振动有效值的大小，发出幅值成比例的指令给隔爆型执行器。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、发动机驱动，轮式驱动智能锚杆钻车行驶速度较快，与履带式行走智能锚杆钻

车相比，车身质量较轻，更加节能。而且移动速度较快，调机更加灵活。能够明显提升锚杆支护工作效率。

[0017] 2、通过多个阻尼减振器配合，解决了智能锚杆钻车的钻机自动定位的振动问题，避免了长期振动引起工作臂疲劳问题，提高了钻机自动定位的操作安全性。[0018] 3、有效降低了钻机自动定位过程引起的工作臂挠曲振动，提高了钻机自动定位寻孔的控制精度。在煤矿巷道全自动锚钻作业时，锚杆钻机由工作臂夹持，全自动锚钻流程包括自动钻孔、送药卷、上锚杆和锚杆紧固，钻机自动打钻的钻杆位置需要与钢带孔保持同心，锚杆钻机自动定位过程由于工作臂的振动大，导致定位后的钻机钻杆位置与钢带孔偏移较大，影响下一步钻孔的对孔精度，进而影响全自动锚钻流程的可靠性。[0019] 4、首次将主动减振技术应用于智能锚杆钻车，设计了振动智能控制系统，根据测点振动幅值的大小动态调节阻尼数值，从而实现了工作臂阻尼的动态调节，钻机定位寻孔过程，工作臂振动得到有效抑制、效果较好。[0020] 5、首次将磁流变阻尼技术应用于智能锚杆钻车减振，在无磁场作用时，表现为低粘度的牛顿流体特性，在外加磁场作用下，可以在毫秒级时间内变成一种类似半固体具有高粘度、低流动性质的物质，产生所需的阻尼力。实现了锚杆钻车工作臂振动的快速消减目的。附图说明[0021] 图1为智能锚杆钻车总体结构示意图；图2为多维动态力矩减振平衡机构图；

图3为工作臂纵向减振机构图；

图4为直线减振机构图；

图5为扭转减振机构图；

图6为扭转减振机构剖面图；

图7为芯轴装配图；

图8为多维动态力矩主动减振控制系统；

图9磁流变液阻尼原理图

图标：1?钻机振动传感器；2?工作臂竖向振动传感器；3?工作臂；4?工作臂摆动扭转阻尼器；5?锚杆钻车机架；6?底座；7?工作臂摆动直线阻尼器；8?工作臂摆动油缸；9?工作臂升降扭转阻尼器；10?工作臂升降直线阻尼器；11?工作臂升降油缸；12?工作臂横向振动传感器；13?工作臂纵向振动传感器；14?钻机摆动直线阻尼器；15?钻机摆动油缸；16?钻机摆动扭转阻尼器；17?钻机摆动座；18?钻机；19?外套筒；20?内套筒；21?工作臂伸缩油缸；

22?工作臂伸缩直线阻尼器；23?铰接销轴；24?缸筒；25?磁流变液；26?线圈Ⅰ；27?阻尼孔；

28?活塞；29?活塞杆；30?引线；31?芯轴；32?压盖；33?筒体；34?键槽；35?线圈Ⅱ；36?旋转活塞；37?阻尼孔；38?叶片；39?芯轴端头；40?芯轴体；41?平键；42?阻尼器壁；43?粒子；44?载液；45?粒子链；46?磁力线。

具体实施方式[0022] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0023] 如图1所示，本实施例提供钻机自动定位主动减振的智能锚杆钻车总体示意图，智能锚杆钻车采用轮式行走，与履带式行走锚杆钻车相比，该智能锚杆钻车行驶速度较快，调机更加灵活，锚杆支护效率较高。[0024] 一种智能锚杆钻车钻机自动定位主动减振装置，包括钻机振动传感器1、工作臂竖向振动传感器2、工作臂3、工作臂摆动扭转阻尼器4、锚杆钻车机架5、底座6、工作臂摆动直线阻尼器7、工作臂摆动油缸8、工作臂升降扭转阻尼器9、工作臂升降直线阻尼器10、工作臂升降油缸11、工作臂横向振动传感器12、工作臂纵向振动传感器13、钻机摆动直线阻尼器14、钻机摆动油缸15、钻机摆动扭转阻尼器16、钻机摆动座17、钻机18。

[0025] 锚杆钻车机架5通过工作臂摆动扭转阻尼器4与底座6铰接连接，锚杆钻车机架5与底座6之间连接有工作臂摆动油缸8，工作臂摆动油缸8旁边设置工作臂摆动直线阻尼器7；底座6通过工作臂升降扭转阻尼器9与工作臂3的一端铰接连接，底座6与工作臂3之间连接有工作臂升降油缸11，工作臂升降油缸11旁边设置工作臂升降直线阻尼器10；工作臂3的另一端通过与钻机摆动扭转阻尼器16与钻机摆动座17铰接连接，工作臂3与钻机摆动座17之间连接钻机摆动油缸15，钻机摆动油缸15旁边设置钻机摆动直线阻尼器14；所述工作臂3内安装有工作臂伸缩直线阻尼器22；钻机摆动座17上安装钻机18。

[0026] 其中，工作臂摆动扭转阻尼器4具有两种功能，首先，作为铰接销轴，提供足够的刚性，使得底座6与机架5构成回转副。再者，提供阻尼力，阻碍底座6绕机架5旋转振动。工作臂3与底座6通过工作臂升降扭转阻尼器9铰接，升降扭转阻尼器9具有两种功能，首先，作为铰接销轴，提供足够的刚性，使得工作臂3与底座6构成回转副。再者，提供阻尼力，阻碍工作臂

3绕底座6旋转振动。钻机摆动座17与工作臂3通过钻机摆动扭转阻尼器16铰接，钻机摆动扭转阻尼器16具有两种功能，首先，作为铰接销轴，提供足够的刚性，使得钻机摆动座17与工作臂3构成回转副。再者，提供阻尼力，阻碍钻机摆动座17绕工作臂3旋转振动。

[0027] 智能锚杆钻车自动定位流程如下，控制系统给电磁阀发送控制信号，工作臂摆动油缸8动作，调整工作臂横向摆动角度，工作臂升降油缸11动作，调整工作臂竖直方向角度，工作臂在其内部推移油缸21的作用下伸出，调整工作臂长度，钻机摆动油缸15动作，调整钻机摆角，使得钻杆轴线与钢带孔轴线同轴。[0028] 工作臂摆动扭转阻尼器4、工作臂摆动直线阻尼器7、工作臂升降扭转阻尼器9、工作臂升降直线阻尼器10、钻机摆动直线阻尼器14、钻机摆动扭转阻尼器16、工作臂伸缩直线阻尼器22在智能锚杆钻车自动定位流程中，消减工作臂、钻机多位动态力矩引起的随机振动，提高钻机自动定位精度，进而提高锚杆支护的可靠性。[0029] 如图3所示，工作臂3包括外套筒19、内套筒20、工作臂伸缩油缸21。工作臂伸缩油缸21活塞杆与内套筒20铰接，缸筒与外套筒19铰接。内套筒20在工作臂伸缩油缸21的活塞推移作用下伸缩。从而实现工作臂伸缩的目的。工作臂3通过钻机摆动座17与钻机18连接。工作臂3伸缩完成钻机沿着工作臂方向位置的调整。

[0030] 工作臂摆动直线阻尼器7、工作臂升降直线阻尼器10、钻机摆动直线阻尼器14以及工作臂伸缩直线阻尼器22结构相似。如图4所示，包括缸筒24、磁流变液25、线圈26、阻尼孔27、活塞28、活塞杆29、引线30。线圈缠绕在活塞26表面上。活塞杆内部加工了引线孔，线圈的引线30经由活塞杆内部的引线孔穿出与控制系统的电流信号输出端连接。活塞28将缸筒

24的腔体分隔成为两个腔体。腔体内部充满磁流变液。活塞28内部沿者缸筒24轴线方向加工了均布的阻尼孔27。

[0031] 下面以工作臂升降直线阻尼器10为例说明其工作流程和工作原理。缸筒24通过销轴与底座6铰接，活塞杆29通过销轴与工作臂3铰接。当工作臂3发生竖直方向的摆动振动时，活塞杆29与缸筒24产生高频的相对运动。缸筒24内部两个腔体的磁流变液25经由活塞28内部的阻尼孔27高频相互流动。控制系统接收振动传感器2的振动信号，分析计算输出控制电流信号，控制电流信号经由引线30到达线圈I26。

[0032] 线圈I26产生磁场，磁流变液25在磁场强度作用下，在毫秒级的响应时间内实现由牛顿流体变为类固态，且变化过程是连续可逆的。磁流变液主要由极性离子、载体液和稳定剂组成。磁流变液未受到磁场作用时是牛顿流体，受到磁场强度后，极性离子受到磁场作用产生偶极矩，通过偶极子之间的作用形成与外加磁场平行的链状结构，随着外加磁场的增大，链状逐渐变为团簇状，在强磁场作用下又变成类固态，牛顿流体流动性几乎消失。活塞28需要克服磁流变液的屈服剪应力，使其产生塑性流动才能在缸筒24内部运动。只要调整线圈的磁场强度，就可以调整阻尼器中的阻尼力大小。

[0033] 工作臂摆动扭转阻尼器4、工作臂升降扭转阻尼器9以及钻机摆动扭转阻尼器16结构相同，如图5、6所示，包括芯轴31、压盖32、筒体33、键槽34、线圈II35、旋转活塞36、阻尼孔37、筒体33、磁流变液25、芯轴31、叶片38。芯轴31穿入筒体33，与筒体33构成回转紧配合连接。筒体33与芯轴31设计了一定长度的孔与轴配合连接。筒体33的内部加工了旋转活塞36。

旋转活塞36表面缠绕了线圈II35，旋转活塞36端面与芯轴31表面存在间隙37，此间隙37构成阻尼孔，叶片38安装在芯轴31上，旋转活塞36、叶片38将筒体33内腔沿周向分为2个腔体，

2个腔体内部充满磁流变液25。压盖32装配在筒体33端部，与筒体33的内部腔体构成封闭空间，防止磁流变液25泄露。

[0034] 下面以工作臂升降扭转阻尼器9为例说明其工作流程和工作原理。底座6的耳板上加工了销孔，销孔内部加工了键槽，芯轴31穿入底座6的耳板销孔，与底座6构成孔与轴的紧配合连接。平键穿入芯轴31、底座6键槽，阻止二者相对回转运动。筒体33穿入工作臂3铰接孔，二者构成孔与轴的紧配合连接。工作臂3铰接孔内部加工了键槽，平键穿入筒体33与工作臂3铰接孔键槽，阻止二者相对回转运动。[0035] 工作臂3竖直方向振动导致筒体33相对芯轴31高频回转运动，回转活塞35在筒体的驱动下相对芯轴31高频回转运动，旋转活塞36与叶片38之间形成体积可变腔体。腔体内部磁流变液沿阻尼孔37高频流动，控制系统给线圈35通入电流，形成磁场，磁流变液变成类固态，阻碍芯轴与筒体的相对运动，从而起到工作臂减振的目的。[0036] 本实施例提供芯轴装配图，包括芯轴端头39、芯轴体40、平键41。两件芯轴端头39装配在芯轴体40圆柱孔内，芯轴端头39与芯轴体40构成轴孔紧配合。芯轴端头39与芯轴体40通过平键连接，保证芯轴端头39与芯轴体40同步转动。

[0037] 下面以工作臂升降扭转阻尼器9为例说明其装配流程和工作原理。首先将芯轴体装配在筒体33内部，并将压盖32装配在筒体33端部。然后将上述装配完毕的组件穿入工作臂3的铰接孔内部，并且将平键装入筒体33与铰接孔的键槽。接下来，将工作臂吊装至图2所示装配位置。将2件平键分别装配到芯轴端头39键槽内。最后将2件芯轴端头39穿入底座6铰接孔及芯轴体40定位孔，与芯轴体40构成平键连接。工作臂3竖直摆动振动，驱动筒体33振动，底座6受到工作臂摆动扭转阻尼器4的约束，竖直方向保持相对静止，芯轴端头39与底座6保持相对静止，芯轴体40与芯轴端头39保持相对静止，因而，筒体33相对芯轴体40高频旋转振动。旋转活塞36与叶片38的腔体体积动态变化，控制系统给线圈II35通电，磁流变液25变成类固态，产生阻尼力，达到消减工作臂3竖直方向振动的目的。

[0038] 本实施例提供多维动态力矩主动减振控制系统，包括隔爆型压电式加速度传感器、隔爆型多通道振动采集分析仪、控制系统。井下使用的传感器、振动采集分析仪、控制器、线圈需要满足隔爆要求，为此开发井下专用隔爆型振动采集分析和控制系统，隔爆型压电式加速度传感器作为数据采集前端，具有灵敏度高、线性度范围宽、频率范围宽，具有较好的相位特性和频响特性，能够完成锚护执行机构高频动态信号的高精度采集。[0039] 采用无线数据传输方式，避免了工作臂、钻机动作对数据线的牵扯，避免了井下使用，对数据线挤压造成可靠性降低的问题。多通道数据采集仪通过交换机与传感器通讯，完成振动加速度信号的高频、高速、实时采集和传输。[0040] 振动信号采集分析仪集成了振动信号预处理功能，将振动测试中采集到的数据尽可能真实地还原成实际振动状况，滤除噪声干扰。井下振动信号的干扰噪声来自周围设备与部件的振动、胶管喘振、交流电工频干扰等。[0041] 振动信号采集分析仪包括数据采集模块、信号预处理模块、数据分析模块、数据显示、存储模块、数据输出模块。信号预处理模块自主完成消除振动趋势项、小波阈值降噪处理。数据分析模块完成振动信号时域分析、频域分析。获得振动信号峰值、有效值、振动频谱。[0042] 振动信号时域分析获得振动幅值信息，同时采集工作臂、钻机振动以及基准点振动，基准点布置在机架上。通过比较测点振动有效值与基准点振动有效值，判断工作臂和钻机振动是否超出阈值。采用如下公式判定。[0043] ………………………………1式中：SA表示测点振动有效值，KA表示基准点振动有效值。

[0044] 若测点振动加速度信号的有效值SA不超过基准点振动加速度信号的有效值KA的1.5倍，判定工作臂、钻机振动满足要求，发送正常信号给数据输出模块。

[0045] 若测点振动加速度信号的有效值SA超过基准点振动加速度信号的有效值KA的1.5倍，判定工作臂、钻机振动不满足要求，发送异常报警信号给数据输出模块。[0046] 振动信号模态分析，获得工作臂的固有频率。振动数据分析仪预先导入工作臂数模，通过模态分析软件，获得工作臂各阶固有频率信息。[0047] 振动信号频域分析获得振动频谱信息，将测点振动频谱与部件固有频率比较。以工作臂为例，若工作臂振动频率接近工作臂固有频率或其倍频，则判定振动不满足要求，生成预警信号发送给数据输出模块。若工作臂实际振动频率远离其固有频率及其倍频成分，不发送信号给数据输出模块。信号频域判定的公式如下。[0048] ……………………………2式中： 表示测点振动频谱；f表示固有频率；K表示正整数。

[0049] 控制系统的外部设备为数据采集的输出模块，控制系统读取数据采集输出模块的数据，CPU根据读取的信息，判断是否为预警信息，若读取的信号为预警信息，则发送指令给执行器。若读取的信号为正常信号，则不发送指令给执行器。若CPU读取了预警信息，根据振动有效值超出基准点振动有效值的大小，发出幅值成比例的指令给执行器。[0050] 本实施例提供磁流变液阻尼原理图，包括阻尼器壁42、粒子43、载液44、粒子链45、磁力线46。磁流变液是由可磁化粒子、基液及添加剂组成的悬浮液，基液及添加剂又称载液。在非工作状态无外加磁场作用时，磁流变液中的可磁化粒子43任意地分布在载液44中，其具有良好的流动性。当受到外加磁场作用时，可磁化粒子沿者磁力线46形成粒子链45，其屈服剪应力迅速增大，从流体状态迅速变为类固体状态，流动性急剧下降甚至消失。若撤去外加磁场，可磁化粒子能迅速从链状结构转变为弥漫分布状态，磁流变液从类固体状态转变为流体状态，恢复原有的流动性。[0051] 依据磁流变液的屈服剪应力可由外加磁场可逆调控的特性，可以设计各种各样的磁流变液阻尼器。智能锚杆钻车钻机自动定位多维动态力矩阻尼减振器采用挤压—流动模式。[0052] 一种智能锚杆钻车钻机自动定位机构主动减振装置的控制方法，S1：工作臂摆动油缸8动作，调整工作臂横向摆动角度，工作臂升降油缸11动作，调整工作臂竖直方向角度，工作臂在其内部推移油缸21的作用下伸出，调整工作臂长度，钻机摆动油缸15动作，调整钻机摆角，使得钻杆与钢带孔沿者相同方向。

[0053] S2：钻机振动传感器1拾取钻机摆动过程的振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给钻机摆动直线阻尼器14和钻机摆动扭转阻尼器16同时提供电流信号，摆动直线阻尼器14和钻机摆动扭转阻尼器16的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力。[0054] S3：工作臂竖向振动传感器2拾取工作臂竖向振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给工作臂升降扭转阻尼器9、工作臂升降直线阻尼器10的线圈同时提供电流信号，工作臂升降扭转阻尼器9、工作臂升降直线阻尼器10的磁流变液在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂竖向振动。[0055] S4：工作臂横向振动传感器12拾取工作臂横向摆动振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给工作臂摆动扭转阻尼器4和工作臂摆动直线阻尼器7的线圈同时提供电流信号，工作臂摆动扭转阻尼器4和工作臂摆动直线阻尼器7的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂横向振动。[0056] S5：工作臂纵向振动传感器13拾取工作臂纵向振动信号，发送给控制系统，控制系统经过分析计算，给工作臂伸缩线性阻尼器22提供电流信号，工作臂伸缩线性阻尼器22的磁流变液体在线圈磁场的作用下，产生阻尼力，阻碍工作臂纵向振动。[0057] S6：振动信号采集分析仪实时采集各个振动传感器的振动信号，判断振动是否正常。具体包括振动信号时域分析以及振动信号频域分析。[0058] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。