【摘要】：為了實現(xiàn)六自由度采摘機械臂末端執(zhí)行器準確平穩(wěn)地到達目標采摘點,設計了基于SimMechancis的仿真系統(tǒng),并進行了擺線運動軌跡規(guī)劃仿真。根據(jù)采摘機械臂的結構特點,采用Denavit-Hartenberg(D-H)法進行結構參數(shù)建模,得到了正運動學模型。在逆運動學求解過程中,采用矩陣逆乘法將復雜的矩陣等式轉化為容易求解8個代數(shù)等式,得到了逆運動學的完整解析解,采用最小能量準則求得了最優(yōu)逆解。為了保證機械臂在采摘過程中運行平穩(wěn),在關節(jié)空間內進行規(guī)劃軌跡并仿真。仿真結果表明,逆運動學求解可靠,軌跡規(guī)劃方法使機械臂運動平穩(wěn)且無沖擊現(xiàn)象,滿足采摘機械臂的實際采摘任務要求。
【圖文】：

陣為逡逑１邋引目邐「ｃ０，邋－邋５０，ｃａ，邋ｓＯｉＣＯＬｉ邋ａ＾Ｏ＇逡逑農業(yè)采摘機器人是２１世紀現(xiàn)代農業(yè)機械的重要裝備之邐＾邐＿邐５＾邋ｃＯ＾邋－ｃ０ｌＳａｉ邋ａ．ｓＯ，逡逑一，是未來智能農業(yè)的發(fā)展方向。農業(yè)采摘機器人能夠有效邐Ｃ邋＝邋Ｉ邋＝邋0邐ｄ，逡逑地降低農民勞動強度、提高勞動生產率和產品質量、保證果邐Ｌ邋0邋0邐0邋�。义鲜叩倪m時采收，具有很大的發(fā)展?jié)摿Β�。機械臂是機器人系式中：‘＇－１＇表示第ｉ個坐標系相對于第；－１個坐標系之間的逡逑統(tǒng)的重要組成部分。采摘機械臂的工作環(huán)境具有非結構性，變換矩陣，其最后一列的前三個元素表示為坐標系ｉ相對于逡逑要求實時判斷采摘對象的位置與姿態(tài)，平穩(wěn)地接近采摘對坐標系；－１的位置向量，左上角的３邋ｘ３矩陣表示坐標系；逡逑象，在保證不損傷采摘對象的前提下，快速、準確無誤地完成相對于坐標系ｉ邋－邋１的姿態(tài)矩陣，噸表示ｃｏｓ（＆），堝表示ｓｉｎ逡逑采摘任務要求，因此，采摘機械臂的軌跡規(guī)劃顯得尤為，表示ｃｏｓ（ａｉ），ｉａ；表示ｓｉｎ（ａ，）。逡逑重要［２］。邐本文研究的六自由度采摘機械臂見圖１所示，采用Ｄ－逡逑國內外研究機器人軌跡規(guī)劃的學者很多，Ｐｅｔｅｒ．邋Ｉ．邐Ｈ法建立坐標系如圖２所示，對應的Ｄ邋＿邋Ｈ連桿參數(shù)見表１逡逑Ｃｏｒｋｅｗ在Ｍａｔｌａｂ下開發(fā)Ｒｏｂｏｔｉｃｓ工具箱，能夠實現(xiàn)對機械邐所示，其中ａｌ邋＝邋５１ｍｍ，邋ａ２邋＝邋２６７．邋８ｍｍ，邋ａ３邋＝邋８７．邋６ｍｍ，邋ａ４邋＝逡逑臂正逆運動學和軌跡規(guī)劃分析，實現(xiàn)了簡單的運動仿真。賈邐５０ｍｍ，邋ｄｌ邋＝邋３２０ｍｍ，邋ｄ４＝邋２９６ｍｍ，邋ｄ７邋＝邋２５０ｍｍ。逡逑召敏［４］針對四自由度排爆機械臂，用ＭＡＴ

表２采摘機械臂逆解及選取逡逑＇￣＇邐６逡逑序號邐＾２邐＾３邐＾４邐＾５邐＾６邐ＩＩ邋Ａｄｉ邋ｌ＾ｉ逡逑邐ｉ＝ｊ邐逡逑逆解計算邐１邐—１６０邐２１１．２５５９邐２１１．６５２４邐－８０．３６０２邐２９．９６４０邐－１２．７５１８邐２３９．邋１４０４逡逑２邐－１６０邐２１１．２５５９邐２１１．６５２４邐９９．６３９８邐－２９．９６４０邐１６７．２４８２邐２５６．５１８０逡逑３邐－１６０邐１３０．２４２９邐１．３１９４邐－３０．４５７６邐７６．２６４０邐－８３．７１０３邐１７１．４０４２逡逑４邐－１６０邐１３０．２４２９邐１．３１９４邐１４９．５４２４邐－７６．２６４０邐９６．２８９７邐１８４．５７０７逡逑５邐２０．００００邐６８．７４５７邐１８２．９７１８邐－３６．０９６８邐－５６．６９７７邐１１０．１５８５邐１２８．３８７９逡逑６邐２０．００００邐６８．７４５７邐１８２．９７１８邐１４３．９０３２邐５６．６９７７邐－６９．８４１５邐１３５．１３６９逡逑７邐２０．００００邐－邋４５邐３０．００００邐４０邐５０．００００邐６０．００００邐４７．００００逡逑８邐２０．００００邐－邋４５邐３０．００００邐－１４０邐－邋５０．００００邐２４０．００００邐７５．００００逡逑３．２系統(tǒng)仿真逡逑表３各關節(jié)電機功率及權值邐在Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ建立機械臂的三維模型，，將采摘機械臂三逡逑ｉ邋２邐３邐４邐５邋廠＂維模型導出生成ＸＭＬ和各個部件的ＳＴＬ文件，然后利用逡逑關節(jié)電機功率／（Ｗ）４００４００—￣２００—￣１００—￣１００￣ｍｅ

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本文編號：2694263