机床与液压

作者：杨丽荣，朱晓龙，周俊

单位：江西理工大学机电工程学院；颗粒技术江西省重点实验室；江西理工大学机电工程学院；江西理工大学机电工程学院

关键词：机械臂;路径规划;改进P-RRT算法

基金：赣州市重点研发计划一般项目（202101124911）

在对原矿仓格筛上的大块矿石进行破碎作业时，传统的人工抡锤或手动操作机械臂的破碎方式存在劳动强度大、粉尘噪声危害大、破碎效率低等问题。为此，提出一种基于全局随机采样策略的改进P-RRT路径规划算法，实现机械臂在障碍物环境下快速规划出较优路径。根据工作环境确定规划空间，建立碰撞检测模型，并确定破碎顺序。在此基础上，引入工作空间复杂度动态评估、自适应步长调整和节点重连优化3种策略，对RRT算法进行改进。最后，利用MATLAB在三维空间对改进算法进行路径规划仿真验证。结果表明：与传统RRT和P-RRT算法相比，改进P-RRT算法在单一破碎点无碰撞路径规划任务中，规划时间最长分别减少10.89、6.293 s，路径损耗分别降低177.04、119.08 mm，扩展点数也显著减少，在有限扩展次数下的规划成功次数也有显著提高；在多破碎目标路径规划中，改进P-RRT算法结合多目标排序策略，虽然增加了路径损耗，但有效缩短规划时间，提高了规划的成功率。研究结果充分验证了改进P-RRT算法及其结合排序策略应用的高效性、稳定性和可靠性，为实际工程应用提供了理论与技术支持。

来源：2025年第21期

《机床与液压》期刊编辑部

查看机床与液压杂志2025年第21期