矿山智能加水站四自由度机械臂运动特性研究

为解决露天煤矿现有的矿山智能加水站机械臂作业震动问题,避免震动引起安全问题,以四自由度机械臂为对象,研究机械臂运动特性。采用改进的D-H参数法建立坐标系,并通过运动学方程进行正逆运动学仿真,建立加水站加水机构的机械臂模型,采用Matlab的蒙特卡罗法对机械臂模型的末端执行器进行位置采样,得到机械臂工作空间云图,确定机械臂所能达到的工作位置,依此规划用水设备的加水停靠位置;采用5次多项式插值算法,规划机械臂关节运动空间,用处于笛卡尔空间的路径点转换为对应关节角度,以实现机械臂的运动控制,得出各关节的位置、速度、加速度曲线。研究结果表明:机械臂速度、加速度均为先上升后下降,且变化平稳,各关节运动平稳,没有冲击和振动现象。轨迹规划显示速度平稳、没有冲击和震动现象,确保了机械臂较高的工作效率和平稳性,提高了自身的安全性能。