基于改进哈里斯鹰优化算法的喷涂机器人时间最优轨迹规划

来源：机床与液压杂志2025年第11期北京时间：

作者：范超杰，熊涛，齐淑林，李浩，李自成

单位：武汉工程大学电气信息学院；武汉工程大学电气信息学院；中车青岛四方机车车辆股份有限公司；武汉工程大学电气信息学院；武汉工程大学电气信息学院

摘要：高铁车内阻尼涂料喷涂覆盖全车身，车内结构复杂、喷涂面积大，机器人喷涂轨迹规划所需的时间长。为了提高高铁车内机器人喷涂效率，在3-5-3次多项式插值的基础上，确定时间最优的目标函数与约束条件，引入非线性能量衰减策略对哈里斯鹰优化（HHO）算法进行改进，提出一种基于改进哈里斯鹰优化（IHHO）算法的喷涂机器人时间最优轨迹规划方法。选取6-DOF机器人进行仿真分析，分别对比了粒子群优化（PSO）算法、HHO算法和IHHO算法的收敛性、机器人关节变化和执行器末端轨迹。模拟高铁车身内侧搭建机器人喷涂实验平台，导入上述3种优化算法进行验证。仿真与实验结果表明，IHHO算法的最优时间与计算时间相比PSO和HHO分别缩短26.29%、14.74%和30.16%、17.86%，优化得到的机器人关节角度、角速度和角加速度曲线平滑、无突变；IHHO算法的喷涂时间相比PSO和HHO分别缩短了23.54%和13.23%，且喷涂时间稳定性最优。

关键词：改进哈里斯鹰优化算法;3-5-3次多项式插值;时间最优轨迹规划;喷涂机器人

基金资助：国家重点研发计划项目（2022YFB4700504）；湖北省自然科学基金杰出青年项目（2022CFA066）