Smooth and efficient motion planning of large-scale and cooperative multi-arm tunnel drilling robot

钻探 比例(比率) 机器人 计算机科学 运动规划 机械臂 运动(物理) 地质学 模拟 工程类 人工智能 机械工程 物理 量子力学
作者
Yuming Cui,Jie Pu,Ningning Hu,Mingyue Cui
出处
期刊:Intelligence & robotics [OAE Publishing Inc.]
卷期号:5 (2): 450-73 被引量:1
标识
DOI:10.20517/ir.2025.23
摘要

To address the motion planning challenges in multi-arm cooperative operations of tunnel rock drilling robots, we establish forward/inverse kinematics models for drilling arms using an enhanced Denavit-Hartenberg method combined with radial basis function neural networks. An improved genetic algorithm (IGA) is developed, integrating heuristic crossover operators, adaptive mutation operations, and local neighborhood search mechanisms to optimize multi-arm trajectories with the objective of minimizing end-effector travel distance. A joint-space collision avoidance strategy is proposed using an enhanced artificial potential field (IAPF) method that incorporates both attractive potential fields and repulsive potential functions. Simultaneously, quintic B-spline-based trajectory planning ensures smooth motion continuity during collaborative drilling operations. Experimental validation demonstrates that the IGA-IAPF integration achieves 37.2% reduction in collision probability compared to conventional methods, while maintaining joint angular accelerations below 0.25 rad/s2 for all manipulators.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Z小姐发布了新的文献求助20
刚刚
隐形曼青应助Red-Rain采纳,获得10
1秒前
1秒前
zxl完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
AAA橘子发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
jjjj发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
开心代秋关注了科研通微信公众号
6秒前
7秒前
科目三应助任性铅笔采纳,获得10
7秒前
777567完成签到,获得积分10
7秒前
温暖发布了新的文献求助10
8秒前
淡淡如波关注了科研通微信公众号
9秒前
苦雨完成签到,获得积分10
9秒前
丘比特应助1816013153采纳,获得10
10秒前
10秒前
李小伟发布了新的文献求助10
11秒前
轻松小之发布了新的文献求助10
11秒前
Red-Rain发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
大模型应助AAA橘子采纳,获得10
12秒前
拾光完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
gaoww发布了新的文献求助10
16秒前
王帅松完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
小二郎应助落寞灵安采纳,获得10
18秒前
19秒前
彤彤完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
gaoww完成签到,获得积分10
22秒前
李健的小迷弟应助zjh采纳,获得10
23秒前
最棒哒发布了新的文献求助10
23秒前
Kong发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
Pediatric Nutrition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5547262
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4632939
关于积分的说明 14628774
捐赠科研通 4574460
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2508309
邀请新用户注册赠送积分活动 1484828
关于科研通互助平台的介绍 1455934