【摘要】：為使立體苗盤管理機器人的機械臂能夠在植物工廠狹窄的作業(yè)環(huán)境下,靈活、高效地完成目標工作空間的所有搬運和噴灑動作任務需求,同時盡量減小機械臂的操縱空間和結構尺寸,采用理論與試驗相結合的方法對機械臂參數進行了優(yōu)化設計。首先采用D-H法建立了機器人的運動學模型,然后通過工作空間分析確定出優(yōu)化參數的工作空間約束條件。在此基礎上,以"距離最短"和"結構緊湊"為性能指標建立目標優(yōu)化函數,并利用遺傳算法求解出最優(yōu)的大臂桿長648 mm、中臂桿長472 mm和小臂桿長396 mm,最優(yōu)機械臂關節(jié)轉角極限值為96°、68°和126°。最后進行機器人樣機的搬運和噴灑運動規(guī)劃試驗,并借助高速攝像系統(tǒng)標記機械臂末端運動軌跡坐標。試驗結果表明:優(yōu)化后的機械臂能夠到達目標工作空間的所有極限位置及其他特征位置點,最大絕對定位誤差為9.8 mm,最大相對定位誤差為0.98%,在允許的誤差范圍內,能夠滿足機械臂工作空間對目標工作空間的有效包容。
[Abstract]:In order to enable the robotic arm of the three-dimensional plantlet management robot to accomplish all the moving and spraying tasks in the target workspace flexibly and efficiently in the narrow working environment of the plant factory, At the same time, the manipulating space and structure size of the manipulator are reduced as far as possible, and the parameters of the manipulator are optimized by combining the theory with the experiment. Firstly, the kinematics model of the robot is established by using D-H method, and then the workspace constraints of the optimized parameters are determined by workspace analysis. On this basis, taking "shortest distance" and "compact structure" as the performance index, the objective optimization function is established, and the optimal arm length of 472 mm and 396 mm, of the upper arm rod length of 648 mm, is solved by genetic algorithm. The optimal limit of joint rotation angle is 96 擄, 68 擄and 126 擄. Finally, the moving and spraying motion planning tests of the robot prototype are carried out, and the moving trajectory coordinates of the end of the manipulator are marked with the help of the high-speed camera system. The experimental results show that the optimized manipulator can reach all the limit positions and other characteristic position points of the target workspace, and the maximum absolute positioning error is 9.8 mm, and the maximum relative positioning error is 0.98. Within the allowable error range, the manipulator workspace can be effectively contained in the target workspace.
【作者單位】： 東北農業(yè)大學工程學院;哈爾濱工業(yè)大學機器人技術與系統(tǒng)國家重點實驗室;海馬汽車有限公司;長安汽車股份有限公司;
【基金】：黑龍江省普通高等學校青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃(LR-356214) 黑龍江省博士后基金(LBH-Z13022) 哈爾濱市科技局產業(yè)化重點項目(2014DB6AN026) 國家自然科學基金資助項目(51405078)
【分類號】：TP242;S224

【參考文獻】

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本文編號：2408207