双臂并联煤矸石分拣机器人：轨迹优化与高效分拣

本文主要探讨了双臂并联煤矸石分拣机器人的设计与优化，以及其在煤炭行业中的应用。当前，传统的串联机械臂在煤矸石自动分拣系统中存在局限，如只能处理较小粒度的矸石，分拣速度慢且效果不佳。针对这些问题，研究人员提出了一种创新的设计思路，即采用双臂并联结构，这种机器人采用非抓取的推送方式，特别适用于300~600毫米粒度的煤矸石分拣，显著降低了机械臂所需的力矩，从而提高了分拣效率。 轨迹规划是关键的技术环节，文章重点介绍了在关节空间中采用不同插值函数的方法，包括抛物线过渡的插值函数、三次多项式和五次多项式。通过仿真对比，五次多项式插值函数显示出优势，其产生的角加速度曲线更加平滑，满足了机器人在起点、终点角度、角速度以及角加速度上的约束，确保了分拣运动的平稳性。 实验结果显示，双臂并联煤矸石分拣机器人具有较高的识别率（91.14%）和分拣率（86.29%），分拣精度和稳定性得到了显著提升。相比于人工分拣，机器人的分拣周期大幅缩短至1.2秒，有助于减少人工劳动强度，提高整体工作效率。此外，通过关节空间的轨迹规划，有效地减少了电动机在分拣过程中的刚性冲击，延长了电动机的使用寿命，保障了系统的长期稳定运行。 本文的研究成果对煤矿行业来说具有重要意义，它展示了利用先进技术改进传统分拣流程的可能性，推动了煤矸石分拣领域的智能化和高效化，为实现智慧矿山的目标提供了技术支持。同时，文章还提及了其他相关领域的研究，如智慧矿山与5G/WiFi6的融合、大采高工作面的智能化综采技术、大数据在设备故障诊断中的应用等，这些都是构建智能矿山不可或缺的组成部分。