- 中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
- 中文核心期刊中文科技核心期刊
- Scopus RCCSE中国权威学术期刊
- 美国EBSCO数据库 俄罗斯《文摘杂志》
- 《日本科学技术振兴机构数据库(中国)》

隧道建设(中英文) ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (10): 1801-1809.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.10.017
吕为盛1, 崔孟豪1, 姬会福2, *, 张中伟1
AntiCollision Path Planning of Manipulators of Three-Boom Rock Drilling Jumbo During Coordinated Drilling
LYU Weisheng1, CUI Menghao1, JI Huifu2, *, ZHANG Zhongwei
(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, Henan, China; 2. School of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, Henan, China)
摘要: 针对三臂凿岩台车3个钻臂协同钻孔时,由于路径规划不合理导致钻臂碰撞干涉,造成设备损坏、影响掘进施工效率的问题,提出一种基于改进人工势场法的钻臂协同钻孔防碰撞路径规划方法。首先,采用改进的D-H法建立三臂凿岩台车钻臂运动学模型,采用包络盒法对钻臂结构进行合理简化,建立碰撞检测数学模型; 其次,对传统势场法中的势场函数进行重建,将势能引入钻臂各关节,保证势场可以约束钻臂的运动姿态; 最后,以188孔位隧道掌子面为例,钻臂依据优化后的钻孔顺序进行作业,基于此对钻臂进行防碰撞路径规划仿真实验。仿真结果表明: 1)基于距离最短钻孔顺序时中间钻臂与左右钻臂之间的最短距离分别为984.6、580.8 mm,[JP]均未发生碰撞干涉; 2)基于关节变量最小钻孔顺序时中间钻臂与左右钻臂之间的最短距离分别为193.5、580.8 mm,此时考虑施工安全性及钻臂结构尺寸存在碰撞风险,故应选取距离最短钻孔顺序进行钻孔施工,以实现三臂凿岩台车多钻臂协同钻孔作业。