液压支架作为采煤工作面的关键设备,其支护性能直接影响煤矿生产安全。液压支架的支护性能除与自身支护强度有关,还与其支护过程有关。液压支架的位姿变化是其支护过程的重要体现。采煤工作面采用液压支架群组支护,液压支架的位姿变化包括单架自位姿变化及临架相对位姿变化。单架自位姿主要影响着支架与围岩的耦合关系、液压支架各位置处承载力的分布,临架相对位姿主要影响架群排布和协同支护效果。要实现液压支架位姿的精确控制,首先应实现液压支架位姿的精确检测。目前,国内外对液压支架单架自位姿检测的研究较多,对临架相对位姿检测的研究较少。基于此,本文开展了液压支架相对位姿检测及数据在线显示技术研究。首先,根据液压支架的结构特点提出了多种不同的相对位姿检测方法,结合煤矿井下的应用场景需求,经过对比分析,确定了基于方向角检测的液压支架相对位姿检测方案,并建立了与之对应的数学模型,然后借助MATLAB simulink工具对该模型进行了仿真测试,分析了该方法的可行性。其次,在相对位姿检测数学模型的基础上,提出了方向角检测装置与拉线式传感器组合的相对位姿检测装置硬件结构形式;通过对检测装置的机械结构设计以及对传感器元件进的选型分析,开发了基于STM32微处理器的相对位姿检测装置信号采集模块,实现了传感器数据采集,完成了相对位姿检测装置试验样机的制作。再次,在PC上位机建立了基于MATLAB GUI的液压支架信号采集系统,实现了信号采集测模块与PC机的串行通信、支架位姿数据处理和数学模型计算,搭建起由相对位姿检测装置、信号采集模块以及信号采集系统GUI界面组成的相对位姿检测系统;在此基础上,结合实验样机的单点检测和平面运动实验数据,基于粒子群算法对检测装置最小分辨距离、检测精度进行了分析和优化,确定和提高了检测装置的最小分辨距离、单点定位精度以及待测平面拟合精度。最后,开发了基于相对位姿检测的液压支架数据显示系统,并借助综采三机模拟实验平台对液压支架顶梁姿态的变化进行了检测和分析,得到了顶梁质心坐标的变化过程,实现了顶梁姿态的实时检测及显示。液压支架相对位姿检测及数据在线显示技术的研究对丰富和完善液压支架检测手段、提升液压支架状态智能感知和协同控制水平具有重要意义。