[发明专利]一种喷湿台车臂架末端的位姿规划方法

说明书

本发明涉及一种喷湿台车臂架末端的位姿规划方法，属于矿山类隧道湿喷台车技术领域。方法包括：获取待喷涂区域参数，包括喷枪末端的位置，喷枪360°关节的旋转角度，喷枪240°关节的旋转角度；根据第一约束条件确定臂架末端的第一姿态；根据第二约束条件计算出臂架末端的第一位置；根据臂架末端的第一位置判断臂架是否超限；当臂架超限时，将超限时臂架末端的位置作为临界位置，计算臂架末端的旋转角度；根据旋转角度计算得到臂架末端的第二姿态；进而计算出臂架末端的第二位置；第二姿态和第二位置作为超限后架末端所规划的位姿。本发明在臂架超限后，调整臂架末端为第二姿态和第二位置，使得在大臂关节的运动范围内，喷嘴位置到达指定的位置。

技术领域

本发明涉及一种喷湿台车臂架末端的位姿规划方法，属于矿山类隧道湿喷台车技术领域。

背景技术

湿喷台车在进行自动喷涂过程中为减少回弹率，要求喷枪垂直待喷面。为减少喷枪刷动运动控制的复杂度，即只让喷枪360°关节转动，要求喷枪喷射方向垂直臂架末端。喷枪垂直待喷面，又垂直臂架末端，则要求臂架末端姿态平行于掌子面姿态，也即末端指向隧道掘进方向。

当对拱架基部进行喷涂时，湿喷臂需总体下俯，在保持臂架末端姿态和喷枪喷角度的情况下，喷嘴位置由于车身高度、大臂等关节下俯角度到达极限位置而无法下探至拱架基部。由此需要重新规划湿喷臂的姿态，使得在大臂关节运动范围内，喷嘴位置到达指定的近地面位置且喷射角度满足垂直要求。

为此，需要提出一种臂架超限时臂架末端位姿规划的技术方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种喷湿台车臂架末端的位姿规划方法，为臂架超限时臂架末端位姿规划提出一种行之有效的技术方案。

为实现上述目的，本申请提出了一种喷湿台车臂架末端的位姿规划方法的技术方案，位姿规划方法包括以下步骤：

1)获取待喷涂区域参数，待喷涂区域参数包括喷枪末端的位置，喷枪360°关节的旋转角度，喷枪240°关节的旋转角度；

2)根据臂架末端坐标系平行掌子面坐标系的第一约束条件确定臂架末端的第一姿态；

3)根据喷枪末端的位置固定不变的第二约束条件，结合喷枪360°关节的旋转角度，喷枪240°关节的旋转角度计算出臂架末端的第一位置；

4)根据臂架末端的第一位置判断臂架是否超限；

5)当臂架超限时，将超限时臂架末端的位置作为临界位置，根据临界位置计算臂架末端的旋转角度；

6)根据旋转角度计算得到臂架末端的第二姿态；同时根据旋转角度计算得到调整后的喷枪360°关节的旋转角度、以及调整后的喷枪240°关节的旋转角度；

7)根据所述第二约束条件，结合调整后的喷枪360°关节的旋转角度、以及调整后的喷枪240°关节的旋转角度计算出臂架末端的第二位置；

8)将臂架末端的第二姿态作为超限后臂架末端所规划的姿态，将臂架末端的第二位置作为超限后架末端所规划的位置。

本发明的喷湿台车臂架末端的位姿规划方法的技术方案的有益效果是：本发明基于待喷涂区域参数计算出臂架末端的第一姿态和第一位置，通过第一位置判断臂架是否超限，臂架超限后，通过对臂架末端进行旋转，进而调整臂架末端为第二姿态和第二位置，将第二姿态和第二位置作为臂架超限后的位姿进行规划，使得在大臂关节的运动范围内，喷嘴位置到达指定的近地面位置且喷射角度满足垂直要求，实现了臂架超限后的喷涂规划。

进一步的，为了准确的判断出臂架是否超限，判断臂架是否超限的步骤包括：确定臂架末端的第一位置与大臂根部位置的高度差，若高度差小于等于设定阈值，则臂架超限；若高度差大于设定阈值，则臂架未超限。