矿山智能加水站四自由度机械臂运动特性研究

作     者：海素峰 于景斌 李金辉 滕春阳 谢苗 苗茺 HAI Sufeng;YU Jingbin;LI Jinhui;TENG Chunyang;XIE Miao;MIAO Chong

作者机构：国能宝日希勒能源有限公司露天煤矿内蒙古呼伦贝尔021008 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 

出 版 物：《中国安全科学学报》 (China Safety Science Journal)

年 卷 期：2023年第33卷第S2期

页      面：158-163页

核心收录：

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 100402[医学-劳动卫生与环境卫生学] 10[医学] 

主　　题：矿山 智能加水站 四自由度机械臂 多项式插值法 轨迹规划 

摘      要：为解决露天煤矿现有的矿山智能加水站机械臂作业震动问题,避免震动引起安全问题,以四自由度机械臂为对象,研究机械臂运动特性。采用改进的D-H参数法建立坐标系,并通过运动学方程进行正逆运动学仿真,建立加水站加水机构的机械臂模型,采用Matlab的蒙特卡罗法对机械臂模型的末端执行器进行位置采样,得到机械臂工作空间云图,确定机械臂所能达到的工作位置,依此规划用水设备的加水停靠位置;采用5次多项式插值算法,规划机械臂关节运动空间,用处于笛卡尔空间的路径点转换为对应关节角度,以实现机械臂的运动控制,得出各关节的位置、速度、加速度曲线。研究结果表明:机械臂速度、加速度均为先上升后下降,且变化平稳,各关节运动平稳,没有冲击和振动现象。轨迹规划显示速度平稳、没有冲击和震动现象,确保了机械臂较高的工作效率和平稳性,提高了自身的安全性能。