基于七次B样条曲线的输电线巡检机器人无碰抓线轨迹规划

来源：电子测量技术杂志2025年第18期北京时间：

作者：杨智勇，徐博，熊宇宏，邓烈磊，杨盛泽

单位：湖北工业大学机械工程学院 武汉 430068

摘要：针对越障时机器人各关节频繁启停引起机械臂运动不平稳、易与线路金具发生碰撞的问题，本文提出融合七次非均匀B样条曲线的无碰撞抓线越障轨迹规划方法。首先，建立机器人越障模型，描述其行走轮组件位姿与关节空间坐标间的映射关系，结合越障原理求取其关节空间的无碰撞区域，制定无碰撞中间路径点选取原则；其次，采用七次非均匀B样条曲线拟合中间路径点，构造高阶连续、边界可控的无碰撞越障轨迹；最后，利用Adams/Matlab软件联合仿真，结合NSGA-II求取机械臂末端时间与冲击最优越障轨迹。结果表明，越障抓线过程中机器人能避免与线路金具发生碰撞，且各关节的加速度与急动度变化曲线没有尖点和突变，相对于直线多项式曲线混合轨迹插值方法，其伸缩关节加速度、急动度与轨迹平均急动度分别减少了18.1%、83.01%与78.32%，机器人运动更为平稳，提升了其越障过程的安全性。

关键词：无碰越障;巡检机器人;抓线轨迹规划;B样条曲线;时间与冲击优化

基金资助：国家自然科学基金(52075152)、国家自然科学基金(51907055)项目资助