基于雙圓弧樣條曲線的采煤機(jī)上滾筒割煤路徑規(guī)劃

柴浩洛，邢存恩，華同興

(太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院， 山西 太原 030024)

0 引言

近年來煤礦機(jī)械化程度日漸提高，綜采工作面少人化、無人化已成為當(dāng)前礦井發(fā)展的主要目標(biāo)。采煤機(jī)作為綜采工作面的核心生產(chǎn)裝備，其自動(dòng)化水平的高低將直接影響到礦井的生產(chǎn)效益。而在實(shí)際生產(chǎn)中由于井下惡劣的工作條件，采煤機(jī)上滾筒常發(fā)生切割頂板巖層的現(xiàn)象，這不僅會(huì)縮短滾筒截齒壽命，還會(huì)降低采出率[1]，因此,有必要對(duì)上滾筒割煤路徑進(jìn)行規(guī)劃。

傳統(tǒng)的割煤路徑規(guī)劃方法大體分為幾何控制法、人工勢(shì)場(chǎng)法、單元?jiǎng)澐址ā⒅悄芤?guī)劃法。楊海等[2]基于捷聯(lián)慣導(dǎo)坐標(biāo)系對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行了定位定姿，應(yīng)用三角幾何對(duì)滾筒割煤路徑進(jìn)行解算，得到了采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，但幾何控制法在動(dòng)態(tài)環(huán)境下誤差較大。董剛等[3]通過建立引力場(chǎng)對(duì)采煤機(jī)上滾筒割煤路徑進(jìn)行規(guī)劃，但其環(huán)境模型采用虛擬構(gòu)建的煤巖界面，精確度較低。權(quán)國(guó)通等[4]采用粒子群算法對(duì)三次樣條曲線進(jìn)行優(yōu)化，得到了平滑、可靠的割煤路徑，但其適應(yīng)能力較差，地質(zhì)條件改變時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行人工干預(yù)。司壘[5]提出了基于改進(jìn)D-S證據(jù)理論與多重神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的采煤機(jī)截割路徑算法，對(duì)采煤機(jī)截割路徑進(jìn)行了合理規(guī)劃，但算法復(fù)雜度較高，解算時(shí)間長(zhǎng)。陳爾奎等[6]采用柵網(wǎng)格進(jìn)行環(huán)境建模，基于改進(jìn)遺傳算法對(duì)復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃，但其本身實(shí)用性不強(qiáng)，無法適應(yīng)礦井的復(fù)雜環(huán)境。……