面向螺旋立柱栽培的移栽機械手運動規(guī)劃研究.pdf

1、立柱栽培栽苗點水平位置和高度位置的離散分布決定了該栽培模式的人工作業(yè)強度大，且自動化生產實現(xiàn)難度大大超過地面栽培。作為設施果蔬生產的關鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)立柱栽培的自動化移栽具有重要的意義。本文以自行開發(fā)的螺旋栽培立柱配套移栽機械手為研究對象，對螺旋栽培立柱與配套移栽機器人系統(tǒng)進行了協(xié)調運動仿真、完成了取苗-栽苗苗序規(guī)劃、末端路徑規(guī)劃及時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，并進行了試驗驗證，為立柱栽培全自動移栽的實現(xiàn)提供了基礎。
　　 本文的主要研究工作及

2、相關結論如下:
　　 (1)對移栽機械手進行了運動學分析，利用MATLAB的RoboticsToolbox建立了移栽機械手模型，并進行了移栽機械手運動軌跡仿真，并得到了各關節(jié)角的運動規(guī)律曲線。
　　 (2)對螺旋栽培立柱與配套移栽機器人系統(tǒng)進行Pro/Engineer實體建模，通過仿真對機械手進行了工作空間分析與系統(tǒng)布局優(yōu)化，并實現(xiàn)了整機的Pro/Engineer協(xié)調運動仿真，為移栽作業(yè)的末端路徑規(guī)劃提供了依據。

3、　　 (3)分別計算了16種不同苗序的取苗栽苗方案機械手移栽路徑，并與最近相鄰法計算所得路徑進行了比較，確定了按C→D蛇形取苗、按從下至上栽苗的苗序方案及最短路徑方案，達到了總路徑最短、無需避讓苗、控制簡單的目標。
　　 (4)利用三次樣條曲線對所選機械手移栽路徑進行樣條插值，以時間最優(yōu)為目標函數，以關節(jié)電機的速度和加速度為約束條件，利用遺傳算法進行了時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，建立了軌跡庫，并在實驗平臺上進行了試驗驗證，結果表明，移栽