钻锚机器人机械臂轨迹规划方法研究

TD421; 为了提高煤矿巷道支护效率,以6自由度钻锚机器人机械臂为研究对象,提出了基于改进灰狼优化算法的机械臂时间最优轨迹规划方法.首先,通过D-H参数法建立了机械臂运动学模型,使用蒙特卡罗法对机械臂进行工作空间分析,并利用MATLAB软件对机械臂进行仿真验证;其次,利用分段多项式插值法对机械臂进行关节空间轨迹规划;最后,提出一种改进灰狼优化算法并测试其性能,在轨迹规划基础上,对机械臂进行时间优化.结果表明,钻锚机器人机械臂满足煤矿巷道锚护作业要求;3-5-3分段多项式插值法可以更好地实现机械臂的平稳运行;机械臂在满足约束条件下到达预定轨迹点所消耗的时间减少了 30.40％～50.28％,优...

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Published in矿业科学学报 Vol. 9; no. 5; pp. 807 - 816
Main Authors 张君, 李万业, 郭家华, 李京凯, 贺欣悦, 武仲斌
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原 030024%太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024 01.10.2024
Subjects
D-H parameter method
改进灰狼优化算法
improved grey wolf optimization algorithm
轨迹规划
D-H参数法
drilling and anchoring robot
钻锚机器人
多项式插值法
polynomial interpolation method
traj-ectory planning
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ISSN2096-2193
DOI10.19606/j.cnki.jmst.2024.05.015

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Summary:TD421; 为了提高煤矿巷道支护效率,以6自由度钻锚机器人机械臂为研究对象,提出了基于改进灰狼优化算法的机械臂时间最优轨迹规划方法.首先,通过D-H参数法建立了机械臂运动学模型,使用蒙特卡罗法对机械臂进行工作空间分析,并利用MATLAB软件对机械臂进行仿真验证;其次,利用分段多项式插值法对机械臂进行关节空间轨迹规划;最后,提出一种改进灰狼优化算法并测试其性能,在轨迹规划基础上,对机械臂进行时间优化.结果表明,钻锚机器人机械臂满足煤矿巷道锚护作业要求;3-5-3分段多项式插值法可以更好地实现机械臂的平稳运行;机械臂在满足约束条件下到达预定轨迹点所消耗的时间减少了 30.40％～50.28％,优于传统的轨迹规划方法.
ISSN:2096-2193
DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2024.05.015