钻锚机器人钻臂轨迹规划方法研究

摘要：

为提高煤矿巷道支护效率,改善掘进工作面自动化智能化程度,设计了一种集成悬臂式掘进机和六自由度机械臂的钻锚机器人,研究了钻锚孔孔序规划策略及钻臂轨迹规划方法.首先,基于改进的DH方法建立机械臂结构的运动学模型,分析其运动学正解和逆解,解算钻机空间位姿及对应的关节变量值;其次,基于蒙特卡罗随机数方法分析机械臂运动空间,求解双机械臂运动范围;基于钻锚作业工艺要求提出一种钻锚孔孔序规划策略,在不同条件下两机械臂按照一定锚固顺序完成顶板锚固作业任务;最后,基于五次多项式插值方法完成机械臂轨迹规划,以实现钻臂快速平稳达到目标位置.仿真结果表明,钻锚机器人能满足宽×高为 6000 mm×4500 mm范围内的巷道支护要求,基于该孔序规划策略和钻臂轨迹规划方法,两钻机在进行顶板锚固作业任务时能有效避免干涉,实现准确、平稳运动至锚固点,完成锚固任务.研究结果为发展自动支护和智能掘进提供了一种思路和方法.

关键词：钻锚机器人、运动学模型、工作空间、轨迹规划、五次多项式插值、煤矿

所属期刊栏目：51

分类号：TP241.3;TD421(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕煤联合基金项目

在线出版日期：2023-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：180-190