刘 宇，刘春时，张义民

（东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819）

目前，工程机械机器人化是国内外学者的一个研究热点问题.其主要目的是使工程机械可以在危险、恶劣作业环境下工作，如开采辐射性矿物，高温锅炉除渣，清除山体滑坡等，以保障驾驶员健康、生命不受到威胁和损伤.液压挖掘机是经济建设中最常用的工程机械之一，国内外学者针对挖掘机的机器人化进行了多方面的研究［1－2］.

挖掘机的轨迹规划是根据挖掘机作业任务设计合适的机械臂运行轨迹.往往作业任务只是一些关键点的数据，轨迹规划则需要依据这些数据设计出合适的运行轨迹来.本文提出一种基于非均匀有理B样条的轨迹规划方法来设计运行轨迹.

1 挖掘机机构简图

常用的反铲式液压挖掘机结构如图1所示，由行走装置、回转装置、动臂、斗杆和铲斗组成.每个杆件的运动是由液压阀控制相应的液压缸驱动杆件实现的.挖掘机机器人化是通过使用电液比例阀替换传统的手动换向阀，实现挖掘机的计算机对挖掘机的控制.控制系统根据传感器反馈信息对环境进行识别.作为挖掘机的“大脑”，智能控制模块实现工作任务分解.一般控制系统分为上层规划决策层和底层控制实现两级.上层是一个人工智能系统，而底层则是一个位置控制系统.

2 挖掘机的轨迹规划

图1挖掘机机构简图Fig.1 Excavtor mechanism

图2 挖掘机挖掘工作方式分类Fig.2 Working manner of excavtor

2.1 作业任务分解

反铲挖掘机……