基于常态挖掘路径的液压挖掘机轨迹规划方法

针对真实挖掘路径的轨迹规划问题,提出了一种在常态挖掘路径下的轨迹规划方法,以挖掘机 3 组液压缸长度变化量最小化为优化目标,将铲斗姿态角作为设计变量,在挖掘机几何约束和位置盲角约束条件下,采用粒子群优化算法寻找姿态角的最优值。由经验法、MATLAB 优化工具箱和粒子群优化算法计算得到了液压缸长度变化量,又通过试验得到了真实的路径数据,对比了采用 2 种优化方法和试验得出的液压缸长度变化量,验证了所提出方法的有效性。研究结果表明:使用粒子群优化算法对复合挖掘路径进行轨迹规划,得到的各关节角位移、角速度变化曲线平滑连续,角加速度变化曲线连续,且能够有效减少液压缸长度变化量和变向点数量,降低能耗。