多臂鑿巖臺(tái)車孔序規(guī)劃研究.pdf

1、鑿巖臺(tái)車是一種廣泛應(yīng)用于鐵路公路隧道開挖和地下資源開采的工程裝備，鑿巖機(jī)械手的孔序規(guī)劃是影響鑿巖臺(tái)車施工效率重要因素之一。本文以三臂鑿巖臺(tái)車為例，建立三臂鑿巖臺(tái)車孔序規(guī)劃的模型，完成了三臂鑿巖臺(tái)車的孔序規(guī)劃，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　首先，在對(duì)鑿巖機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，采用D-H法建立機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到鉆桿末端相對(duì)于基坐標(biāo)系位姿，運(yùn)用數(shù)值解法得到鑿巖機(jī)械手工作空間和三臂鑿巖臺(tái)車工作空

2、間。
　　其次，針對(duì)鑿巖機(jī)械手多自由度冗余等特點(diǎn)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的難題，并運(yùn)用幾何方法推出機(jī)械手運(yùn)動(dòng)角度和驅(qū)動(dòng)油缸行程的關(guān)系;針對(duì)機(jī)械手孔序規(guī)劃的特點(diǎn)，將機(jī)械手孔序規(guī)劃視為TSP問(wèn)題，以末端執(zhí)行器移動(dòng)距離作為目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，采用改進(jìn)的蟻群算法得到優(yōu)化的鉆孔順序;針對(duì)多個(gè)鑿巖機(jī)械手同時(shí)作業(yè)存在任務(wù)干涉和碰撞干涉，對(duì)機(jī)械手同時(shí)作業(yè)進(jìn)行了碰撞檢測(cè)，并將作業(yè)區(qū)間劃分為獨(dú)立工作區(qū)域和協(xié)作工作區(qū)域，將多臂鑿巖臺(tái)車孔序規(guī)劃