并联式选矸机器人路径规划研究

目前煤矸石分选机械手多采用串联式，与串联机械手相比，并联机械手能够在短时间内达到较高的运动速度，且负载能力更强，更适用于大质量煤矸石分选。以并联式选矸机器人为研究对象，对其并联机械手的“梯”型路径规划与“V”型路径规划2种动态分选路径规划方法进行对比分析。“梯”型路径规划：机械手末端执行器将矸石推出输送带后，先向上抬起一定距离，再完成回程运动。“V”型路径规划：机械手末端执行器将矸石推出输送带后，先回到标准线内，再快速运动到与下一个目标矸石平行的位置，完成1个运动周期。通过建立并联机械手动力学模型，探究机械手在沿2种路径运动时驱动电动机转矩的变化情况，计算在转矩满足要求的前提下，沿2种路径完成1个运动周期所用的时间，进而对比机械手沿2种路径的作业效率。仿真结果表明，采用“梯”型路径和“V”型路径完成1个运动周期所用时间分别为1.2,0.65 s，采用“V”型路径所用时间较短，选矸效率较高。现场应用结果表明，采用“V”型路径、“梯”型路径时，平均矸石分选率分别为94.23%和88.28%，且采用“V”型路径时的总用时比采用“梯”型路径时少近19%，选矸效率更高。