【摘要】：為使立體苗盤管理機(jī)器人的機(jī)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(biāo)工作空間的所有搬運(yùn)和噴灑動(dòng)作任務(wù)需求,同時(shí)盡量減小機(jī)械臂的操縱空間和結(jié)構(gòu)尺寸,采用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)機(jī)械臂參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先采用D-H法建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,然后通過工作空間分析確定出優(yōu)化參數(shù)的工作空間約束條件。在此基礎(chǔ)上,以"距離最短"和"結(jié)構(gòu)緊湊"為性能指標(biāo)建立目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),并利用遺傳算法求解出最優(yōu)的大臂桿長(zhǎng)648 mm、中臂桿長(zhǎng)472 mm和小臂桿長(zhǎng)396 mm,最優(yōu)機(jī)械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角極限值為96°、68°和126°。最后進(jìn)行機(jī)器人樣機(jī)的搬運(yùn)和噴灑運(yùn)動(dòng)規(guī)劃試驗(yàn),并借助高速攝像系統(tǒng)標(biāo)記機(jī)械臂末端運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明:優(yōu)化后的機(jī)械臂能夠到達(dá)目標(biāo)工作空間的所有極限位置及其他特征位置點(diǎn),最大絕對(duì)定位誤差為9.8 mm,最大相對(duì)定位誤差為0.98%,在允許的誤差范圍內(nèi),能夠滿足機(jī)械臂工作空間對(duì)目標(biāo)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(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院;哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;海馬汽車有限公司;長(zhǎng)安汽車股份有限公司;
【基金】：黑龍江省普通高等學(xué)校青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(LR-356214) 黑龍江省博士后基金(LBH-Z13022) 哈爾濱市科技局產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)項(xiàng)目(2014DB6AN026) 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51405078)
【分類號(hào)】：TP242;S224

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2408207