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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤矸分拣机器人动态拣取避障路径规划
  • 作者

    夏晶 张昊 周世宁 朱蓉军 马宏伟 王鹏

  • 单位

    西安科技大学机械工程学院

  • 摘要

    针对煤矸分拣机器人在矸石拣取的过程中无法实时地避开大块障碍物、效率低且抓取目标矸石时会产生振动与冲击的问题,分析了煤矸分拣机器人现有拣矸方法的局限性以及动态路径规划算法对于煤矸分拣机器人的适用性,提出了一种适用于煤矸分拣机器人的动态拣取避障路径规划算法。首先在传统人工势场法的基础上将机器人与煤矸石的相对速度和相对加速度引入势场函数,势场产生的力驱使机器人到达目标矸石位置,且趋向于与矸石的运动保持一致,使煤矸分拣机器人具备动态环境下的实时避障能力以及对皮带变速运送的适应能力;其次,针对带式输送机对煤矸分拣机器人的末端位置约束,将高度约束引入势场函数,该势场力驱使煤矸分拣机器人在避障路径规划过程中避开带式输送机,保证机器人运动的合理性和安全性;最后,进行仿真和机器人试验,结果表明该算法能够实现煤矸分拣机器人的动态避障拣取,满足带式输送机对机器人的位置约束条件,且在到达矸石位置时机器人与矸石的相对速度、相对加速度为零,即机器人与目标矸石具有相同的运动趋势,在对目标矸石进行拣取时不会产生振动与冲击;与传统人工势场法进行对比试验,验证了所述算法在煤矸分拣机器人上的适用性和优越性。

  • 关键词

    煤矸分拣机器人动态环境路径规划人工势场

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金青年基金资助项目(51705412);中国博士后科学基金资助项目(2019M653695);陕西省自然科学基础研究资助项目(2018JQ5166)
  • 引用格式
    夏晶,张昊,周世宁,等.煤矸分拣机器人动态拣取避障路径规划[J].煤炭学报,2021,46(S1):570-577.
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