并聯(lián)式選矸機(jī)器人路徑規(guī)劃研究

黃金鳳， 張建喜， 于江濤， 苗術(shù)佶

（1. 華北理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河北 唐山 063210；2. 河北省工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，河北 唐山 063000；3. 唐山因泰智能科技發(fā)展有限公司，河北 唐山 063000）

0 引言

傳統(tǒng)的選矸方法主要有人工手選和機(jī)械分選[1]。人工手選存在勞動強(qiáng)度大、效率低等問題，且長時間選矸作業(yè)會對工人健康造成威脅。機(jī)械分選包括跳汰選煤、重介選煤、風(fēng)選等[2]，這些方法有效降低了人工成本，但均存在環(huán)保問題，不符合煤礦綠色發(fā)展理念[3-4]。煤炭分選智能化系統(tǒng)是煤礦十大智能化系統(tǒng)之一[5-6]，實現(xiàn)可靠、高效、綠色的煤矸石自動分選具有現(xiàn)實意義。為了實現(xiàn)煤矸石自動化分選，應(yīng)用機(jī)械手完成選矸作業(yè)已成為發(fā)展趨勢[7]。

當(dāng)機(jī)械手末端執(zhí)行器按不同路徑進(jìn)行作業(yè)時，由于路徑空間維度不同，導(dǎo)致機(jī)械手完成1次完整作業(yè)所用時間不同。在不超過驅(qū)動電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的情況下，選矸機(jī)械手完成1次完整作業(yè)的時間長短直接決定了其選矸效率。因此，探究機(jī)械手最優(yōu)作業(yè)路徑十分必要。

目前，在煤矸石自動分選領(lǐng)域已有不少研究成果。文獻(xiàn)[8]采用AUBO-i5機(jī)器人進(jìn)行煤矸石分選工作，并基于G-RRT*算法對機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃。文獻(xiàn)[9-12]利用龍門式機(jī)械手實現(xiàn)煤矸石分選，并設(shè)計了多個動態(tài)目標(biāo)下的多臂協(xié)同控制策略。文獻(xiàn)[13-15]提出了龍門式矸石分選機(jī)器人動態(tài)揀取及避障路徑規(guī)劃算法，實現(xiàn)了機(jī)器人在線路徑規(guī)劃。上述文獻(xiàn)中采用的煤矸石分選機(jī)械手多為串聯(lián)式。……