巷道掘进是煤矿生产的关键环节,悬臂式掘进机是煤矿巷道掘进的重要设备。然而,实际工况表明,煤矿巷道掘进效率低、巷道断面成形精准度低的现象普遍存在,制约了煤矿巷道快速、精准掘进,制约了煤矿高效生产。本文构建了适用于矿用悬臂式掘进机的两平面激光对射位姿监测系统,并且研究了相应的位姿参数监测算法,以此实时获取掘进机机身在巷道内的位置偏移参数与姿态参数。基于空间机构运动理论,建立了悬臂式掘进机工作机构运动学模型,并且将掘进机机身的位姿参数纳入此模型,模拟截割头在巷道空间的运动轨迹,以此表征所截割的巷道断面的形状及尺寸特征,并且研究掘进机位姿参数对断面成形精度的影响;通过反解所建立的掘进机工作机构运动学模型,确定掘进机升降油缸及回转油缸活塞杆的行程表达式,为巷道断面自动成形提供理论依据。利用模糊PID技术,实现对掘进机悬臂摆动速度的控制,防止截割电机过载,并且确保其在额定功率附近运行,实现掘进机截割电机的恒功率运行。将掘进机的位姿监测技术、断面成形技术,以及恒功率截割技术作为相互联系的统一的集成体系,有利于促进矿用悬臂式纵轴掘进机向智能化、自动化的方向发展,有利于促进煤矿巷道快速、精准掘进,有利于促进煤矿高效生产。