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作者：石灿;檀子良;雷超;李允旺;徐寒飞;胡乔炜;计振东;
单位：中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院;煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室;中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所;
摘要：针对传统喷浆机械臂轨迹规划算法存在多路径段间过渡突变、频繁启停导致喷浆效率不高和喷浆不均匀等问题，提出了一种自适应惯性权重及加速度系数的粒子群优化（AIWCPSO）算法，并基于该算法实现喷浆机械臂运动轨迹优化。提出了改进多段轨迹规划算法，采用直线加圆弧轨迹的过渡策略，将竖直方向的直线运动替换成圆弧运动，通过正弦加减速启停算法规划机械臂末端启停处的轨迹，以防止加速度突变，中间段的直线和圆弧轨迹进行匀速轨迹规划，实现机械臂末端匀速光滑运动；通过AIWCPSO算法在运动学约束下对运动参数进行优化，得到最优喷浆时间和速度，提升喷浆机械臂工作效率和喷浆均匀度。实验结果表明：与传统喷浆轨迹规划算法相比，改进多段轨迹规划算法喷浆平均效率提高了25.42%，喷浆轨迹均匀度明显改善；采用AIWCPSO算法优化后，喷浆效率提高了1.330 8%。
关键词：巷道支护;喷浆机械臂;多段轨迹规划算法;正弦加减速启停算法;自适应惯性权重及加速度系数的粒子群优化算法;运动参数优化
基金资助：“十四五”国家重点研发计划项目（2021YFC3001300）; 国家自然科学基金资助项目（52121003）
