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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人关键技术

作者(Author):

  • 马宏伟
  • 孙思雅
  • 王川伟
  • 毛清华
  • 薛旭升
  • 王 鹏
  • 夏 晶
  • 贾泽林
  • 郭逸风
  • 崔闻达

作者单位:

  • 西安科技大学 机械工程学院
  • 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室

关键词:

  • 煤矿巷道
  • 钻锚机器人
  • 布局优化
  • 机械臂位姿控制
  • 轨迹规划
  • 智能协同控制
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

针对煤矿巷道掘进智能化进程中存在的“ 掘快支慢” 难题总结分析了国内外快速掘进钻 锚技术和装备以及类似多任务多机械臂控制技术的研究现状指出研发具有多机械臂多钻机协作 的煤矿巷道钻锚机器人是破解永久支护难题的重要发展方向。 提出了多机械臂多钻机协作的钻锚 机器人基本方案凝练了影响钻锚机器人性能的“ 有限时空多机械臂与多钻机布局优化面向装卸 任务的机械臂姿态控制复杂受限空间机械臂最优轨迹规划和多机械臂多钻机智能协同控制” 四 大关键技术并给出了解决思路和方法。 针对在有限时空约束下钻锚机器人结构布局优化问题构 建了钻锚机器人配置优化模型提出了时空最优的钻锚机器人多机械臂与多钻机结构布局方案旨 在提高钻锚效率的同时获得最优空间布局;针对机械臂与钻机协同位姿控制问题提出了基于机器 视觉和强化学习的机械臂抓取与布放控制方法旨在提高机械臂末端位姿控制精度实现精准装卸 物料作业;针对复杂受限空间机械臂最优轨迹规划问题建立了机械臂多目标轨迹优化模型提出 了基于随机采样与包围盒相结合的机械臂防碰撞轨迹优化方法旨在保证机械臂在搬运过程中安 全可靠高效运行;针对钻锚机器人多机械臂与多钻机并行协同控制问题构建了以工序时长最短 为目标的时间协同任务分配模型通过求解得到最优任务指派矩阵和多机械臂相交任务轨迹的优 先级并提出了在所有机械臂无碰撞运动的同时收敛于期望轨迹的分布式协同控制策略旨在实现 钻锚机器人多机械臂多钻机系统的智能协同控制和并行作业。 多机械臂多钻机的钻锚机器人及其 关键技术研究对于创新研发高性能高效率高可靠高智能的煤矿巷道钻锚机器人确保煤矿巷 道安全高效绿色智能掘进具有十分重要的意义


马宏伟,孙思雅,王川伟,等.多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人关键技术[J].煤炭学报,2023,48(1):497-510.
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