番茄采摘雙臂機器人設(shè)計與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、溫室高價值果蔬采收目前大多數(shù)仍依靠人力實現(xiàn)，隨著中國人口老齡化，勞動力成本上升，亟需產(chǎn)生新型自動化解決方案。機器人技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)自動化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域亦將發(fā)揮出巨大作用。
　　本課題主要聚焦于溫室鮮食番茄的自動采收，設(shè)計開發(fā)了番茄采摘雙臂機器人。本文的研究成果主要包括：
　　1)針對設(shè)施環(huán)境作業(yè)機構(gòu)運動鏈、尺寸鏈和構(gòu)型載荷譜多約束協(xié)同設(shè)計問題，使用SolidWorks完成了雙臂機器人機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作和虛擬裝配

2、，并對關(guān)鍵部位進行有限元校核。采用改進的D-H參數(shù)描述機器人連桿坐標系關(guān)系，并對5自由度機械臂的正運動學(xué)、逆運動學(xué)解法進行了分析，逆運動學(xué)算法用到了空間圓參數(shù)方程和函數(shù)極值點。
　　2)針對串聯(lián)機械臂多關(guān)節(jié)運動實時協(xié)同驅(qū)動問題，機械臂采用了基于EtherCAT總線的多軸聯(lián)動伺服控制方案，末端執(zhí)行器則采用串口連接單片機控制。之后設(shè)計了提高機械臂重復(fù)定位精度和絕對定位精度的方案，其中在校準絕對精度時使用了機器視覺輔助，以糾正標準模型偏