一种锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法与流程

技术特征：
1.一种锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法，其特征在于：包括以下步骤，s100～确定巷道安装锚杆处相对锚护机器人的位置信息；s200～确定锚杆支护机器人工作臂的运动路径；s300～根据工作臂运动路径，确定工作臂各关节的b样条轨迹的插值时间和节点矢量；s400～确定关节i的b样条轨迹的控制点；s500～根据步骤4确定的控制点，确定关节i的b样条轨迹，计算得到关节i的速度和加速度。2.根据权利要求1所述的锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤s100的具体过程为，通过锚杆支护机器人视觉模块识别出巷道内需要安装锚杆的位置，选取相邻两个锚固位置作为工作臂的起始位置点s0和终止位置点s
k
，为了满足锚杆支护作业要求，锚杆支护机器人工作臂在起始位置点s0和终止位置点s
k
的速度和加速度均要求为0。3.根据权利要求2所述的锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤s200的具体过程为，根据工作臂的避障需求，在起始位置点s0和终止位置点s
k
之间确定一条路径，即使用一条光滑曲线连接起始位置点s0和终止位置点s
k
，并通过包围盒算法检测工作臂按照该路径运动是否会与巷道、锚杆支护机器人自身发生碰撞，然后离散为k-1个路径点[s1, s2, s3,
ꢀ…
, s
k-1
]，并根据工作臂的运动学模型，计算出所有路径点[s0, s1, s2, s3,
ꢀ…
, s
k-1
, s
k
]相对于锚杆支护机器人的关节坐标。4.根据权利要求3所述的锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤s300的具体过程为，b样条轨迹的模型为：其中，为关节i的b样条轨迹；t为工作臂的运动时间；i表示机器人工作臂的第i个关节；p为b样条轨迹的阶数；为关节i的b样条轨迹的控制点；的表达式为：式中，时间t
i
为b样条轨迹的时间节点矢量；对分别求一阶导和二阶导，则有：
式中，，，，，，在锚杆支护机器人工作臂运动的时间范围中，确定b样条轨迹的时间节点矢量为：。5.根据权利要求4所述的锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤s400的具体过程为，根据s100确定的工作臂在起始位置和终止位置速度和加速度均为零，即：根据下式计算出b样条轨迹的控制点
式中：，， 。

技术总结
本发明属于锚杆支护机器人自动锚杆支护作业的技术领域，具体是一种锚杆支护机器人工作臂轨迹规划方法。包括以下步骤，S100～确定巷道安装锚杆处相对锚护机器人的位置信息；S200～确定锚杆支护机器人工作臂的运动路径；S300～根据工作臂运动路径，确定工作臂各关节的B样条轨迹的插值时间和节点矢量；S400～确定关节i的B样条轨迹的控制点P


技术研发人员：邓镓敏 高志强 郭治富 阎志伟 金江 刘伟立 赵永红
受保护的技术使用者：山西天地煤机装备有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/18