基于結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差補(bǔ)償?shù)霓r(nóng)業(yè)采摘機(jī)械臂軌跡規(guī)劃.pdf

1、機(jī)械臂執(zhí)行部件的位姿誤差是反映機(jī)械臂性能的一個(gè)重要指標(biāo)。由于農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性，傳統(tǒng)算法在實(shí)際采摘中存在尋優(yōu)速度慢，采摘成功率低等問(wèn)題。因此，其誤差控制與軌跡規(guī)劃顯得尤為重要，誤差過(guò)大，軌跡偏離可能導(dǎo)致采摘失敗。
　　 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂末端執(zhí)行器的精確定位，使其快速準(zhǔn)確完成采摘任務(wù)，本課題針對(duì)本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的四自由度農(nóng)業(yè)采摘機(jī)械臂，著重研究了機(jī)械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差補(bǔ)償和軌跡規(guī)劃方法。本文主要工作如下：
　　 (1)對(duì)

2、采摘機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。采用D-H法建立了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并運(yùn)用代數(shù)法推導(dǎo)了其逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析解，結(jié)合前期結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)，選擇最優(yōu)解。計(jì)算了采摘機(jī)械臂的雅可比矩陣，對(duì)其奇異位置進(jìn)行了分析。采用第二類(lèi)Lagrange方程建立了機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型，然后運(yùn)用matlab對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)，動(dòng)力學(xué)及工作空間進(jìn)行了仿真分析，為后續(xù)的機(jī)械臂軌跡規(guī)劃奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 (2)研究了采摘機(jī)械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差補(bǔ)償方法。針對(duì)機(jī)械臂零部件加工和

3、裝配過(guò)程中存在的結(jié)構(gòu)誤差情況，分別采用傳統(tǒng)補(bǔ)償法和攝動(dòng)法建立了其誤差模型，在此基礎(chǔ)上提出了基于模糊穩(wěn)健性的誤差補(bǔ)償方法以及關(guān)節(jié)最小誤差補(bǔ)償量求解算法，并對(duì)末端位姿誤差補(bǔ)償量進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明模糊穩(wěn)健補(bǔ)償后末端位置誤差明顯減小。
　　 (3)研究了采摘機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃。對(duì)軌跡規(guī)劃的幾種常規(guī)方法適用性做了綜合對(duì)比，采用了一種組合正弦函數(shù)的規(guī)劃方法構(gòu)造關(guān)節(jié)軌跡，仿真比較了組合正弦和擺線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃各關(guān)節(jié)及末端執(zhí)行器