基于改進粒子群算法的鉆車機械手軌跡規劃研究

申樹策，史艷楠,3,4，宋建鋒，任澤，王毅穎,3，王翰秋,3

（1.河北工程大學 機械與裝備工程學院,河北 邯鄲 056038；2.冀凱河北機電科技有限公司,河北 石家莊 050000；3.河北省煤炭生態保護開采產業技術研究院,河北 邯鄲 056038；4.邯鄲市智能車輛重點實驗室,河北 邯鄲 056038）

0 引言

隨著我國煤炭開采強度加大、開采深度加深、地質條件越來越復雜，沖擊地壓、水害、瓦斯突出、火災等災害發生的概率也越來越高[1]。為了保證煤礦綠色安全開采“智能化、無人化”，國家發布了《煤礦機器人重點研發目錄》，防突鉆孔機器人與防沖鉆孔機器人是其中重點研發內容[2]。防突防沖鉆車是防突鉆孔機器人與防沖鉆孔機器人的結合體，可對煤體應力進行有效卸壓，且不會破壞原有的巷道支護，有效降低了煤與瓦斯突出、沖擊地壓等災害發生的概率。鉆車機械手作為防突防沖鉆車不可或缺的裝置，關系著鉆車是否可以正常鉆進及真正實現無人化。提高鉆車機械手的工作效率，對于提高煤礦安全生產效率具有重要意義。

在機械手的研究中，使機械手在避免奇異點的同時能夠快速、準確、平穩地到達工作點對于其在工業應用中至關重要。為了使機械手快速、準確、平穩運行，軌跡規劃優化尤為重要。目前，在機械手軌跡規劃優化算法中，研究較多的是如何使機械手在滿足約束條件下的時間最優，其目的是在滿足運動學約束條件下使機械手各個關節的速度最大化，從而使機械臂運行時間最短。……