近年来,综采工作面自动化程度有了很快的发展,但是掘进自动化的发展仍相对滞后,严重影响了煤炭开采速度和效率。智能掘进机器人系统能同时实现掘进和钻锚,全断面开采,对实现快速掘进提高掘进效率具有重要的意义,而智能掘进机器人系统机身精准定位是实现智能掘进机器人系统快速掘进的基础。论文以煤矿井下掘进工作面智能掘进机器人系统为研究对象,针对智能掘进机器人系统位姿参数测量问题展开研究,通过对比目前现有的掘进设备位姿参数测量方法,提出一种基于全站仪的单棱镜智能掘进机器人系统位姿参数测量方法,实现智能掘进机器人系统位姿参数精准测量;通过全站仪快速移站策略实现全站仪在巷道中快速移动,提高全站仪测量效率;结合姿态角误差数学模型,分析了全站仪测量姿态角的误差分布规律。针对煤矿井下掘进工作面掘进设备精准定位难的问题,提出一种基于全站仪的单棱镜智能掘进机器人系统机身位姿参数测量方法。根据全站仪站点坐标和后视定向坐标值建立全站仪测量坐标,全站仪通过对智能掘进机器人系统机身上棱镜在三个不同位置的测量,并根据全站仪测量坐标系和巷道坐标系之间的关系,计算出智能掘进机器人系统的机身位姿参数。针对全站仪在煤矿井下掘进工作面测量移站过程中存在速度慢、效率低的问题,提出一种全站仪快速移站策略。通过自动调水平机构,解决了全站仪在移站过程中因架设、调平难而影响全站仪移站效率的问题,实现了全站仪快速移站,解决了全站仪移站效率低的问题,提高了全站仪移效率以及掘进工作效率。论文分析了全站仪测量智能掘进机器人系统姿态角的误差,根据姿态角数学模型,结合误差传递公式建立了姿态角误差数学模型并进行仿真分析,分析了全站仪与棱镜之间的测量距离、自动转动台的不同转动半径、全站仪与棱镜不同的高度差、全站仪与机身纵轴线的距离以及机身不同的姿态角大小对全站仪测量姿态角误差的影响。仿真分析表明:全站仪与棱镜距离越远、自动转动台的转定半径越小、全站仪与棱镜高度差越大、全站仪与机身纵轴线的距离越远、机身姿态角越大,全站仪测量的姿态角误差越大。其中测量距离和自动转台转动半径的变化对姿态角误差影响较大,而机身姿态角的变化对全站仪测量相应姿态角的误差有一定的影响,对其他姿态角测量影响较小。最后,搭建基于全站仪的机身姿态角测量实验平台,全站仪快速移站平台以及姿态角误差分析实现平台,在实验室验证论文中各部分研究内容。结果表明,论文中所提到的基于全站仪的单棱镜姿态角测量与全站仪快速移站策略精度符合实际使用要求,姿态角精度实验结果与理论分析趋势相同,全站仪测量机身姿态角具有较高的精度,满足实际使用要求。