矿用钻孔机器人加卸钻杆的
避障轨迹规划研究
姚亚峰1,2,姚宁平1,2,彭 涛2,梁春苗2,彭光宇2
#作者单位#
(1. 煤炭科学研究总院,北京 100013;2. 中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077)
01
创新点
a. 提出了三段式加卸钻杆的避障轨迹规划策略,第一段在笛卡尔空间下采用直线规划从待抓钻杆至钻杆仓上方位置;第二段从上一段终点至主机待加杆位置上方,在关节空间下采用多项式插值算法进行规划,并通过增加过渡点解决避障问题;第三段在笛卡尔空间下采用直线规划从上一段终点至钻杆放置位置。
b. 提出了基于改进双树RRT 算法+B 样条曲线路径优化+七次多项式插值组合算法的冲击优化避障轨迹规划算法,该算法得到的路径较短,不仅可保证关节参数的连续性,且角加加速度的绝对值峰值降低了98.2%,可显著提升机械手的使用工况,并通过室内试验进行了避障轨迹规划算法的验证。
02
文章主要内容
1 钻孔机器人加卸钻杆系统
2 机械手加卸钻杆的避障轨迹规划策略
2.1 轨迹规划方法
2.2 避障方法
3 加卸钻杆的避障轨迹规划算法
3.1 最小冲击算法
3.2 冲击优化的避障轨迹规划算法
4 试验验证
5 结 论
扫描阅读原文
04
作者简介
姚亚峰,博士研究生,研究员,中煤科工西安研究院(集团)有限公司一级专家,主持及主参完成了国家科技重大专项、国家重点研发计划等国家和省部级科研项目15项,获省部级科技成果奖励13项,获中国地质学会银锤奖、陕西科技系统创新创效先进个人、陕西省地质学会中青年探矿科技奖等荣誉称号。授权发明专利20余项,参与编写专著3部,发表论文70余篇。主要从事煤矿区钻探技术与装备的研究开发及推广工作,针对矿井特殊需求开展了个性化钻机研究,开发了多自由度变幅钻机、软煤高速螺旋钻机、窄体履带定向钻机及智能化钻机,提出了履带钻机变幅装置、智能钻机加卸钻杆装置等关键技术,促进了煤矿井下钻探装备性能的持续提升。
#引用格式#
姚亚峰,姚宁平,彭涛,等. 矿用钻孔机器人加卸钻杆的避障轨迹规划研究[J]. 煤田地质与勘探,2023,51(11):149−158.
doi: 10.12363/issn.1001-1986.23.06.0306
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