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作者
张君李万业郭家华李京凯贺欣悦武仲斌
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单位
太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学矿业工程学院
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摘要
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。
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关键词
钻锚机器人D-H参数法多项式插值法轨迹规划改进灰狼优化算法
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金(52104165)；中国工程院院地合作项目(2023-DFZD-26)；山西省科技厅面上项目(20210302123123)；
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文章目录
1 钻锚机器人机械臂的结构及运动学建模
1.1 机械臂结构及工作原理
1.2 机械臂模型建立与工作空间分析
2 基于多项式插值的钻锚机器人机械臂轨迹规划
2.1 3-5-3分段多项式插值法
2.2 3种插值方法对比分析
3 基于智能优化算法的时间最优轨迹规划
3.1 改进灰狼优化算法
3.2 改进灰狼优化算法性能测试分析
3.3 时间最优轨迹规划
4 结 论
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DOI
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引用格式
[1]张君,李万业,郭家华,等.钻锚机器人机械臂轨迹规划方法研究[J].矿业科学学报,2024,9(05):807-816.
矿业科学学报 
2024年第05期 
