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

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

2、采摘機械臂進行了運動學(xué)和動力學(xué)分析。采用D-H法建立了機械臂運動學(xué)模型，并運用代數(shù)法推導(dǎo)了其逆運動學(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。計算了采摘機械臂的雅可比矩陣，對其奇異位置進行了分析。采用第二類Lagrange方程建立了機械臂的動力學(xué)模型，然后運用matlab對機械臂運動學(xué)，動力學(xué)及工作空間進行了仿真分析，為后續(xù)的機械臂軌跡規(guī)劃奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 (2)研究了采摘機械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差補償方法。針對機械臂零部件加工和

3、裝配過程中存在的結(jié)構(gòu)誤差情況，分別采用傳統(tǒng)補償法和攝動法建立了其誤差模型，在此基礎(chǔ)上提出了基于模糊穩(wěn)健性的誤差補償方法以及關(guān)節(jié)最小誤差補償量求解算法，并對末端位姿誤差補償量進行仿真分析，結(jié)果表明模糊穩(wěn)健補償后末端位置誤差明顯減小。
　　 (3)研究了采摘機械臂關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃。對軌跡規(guī)劃的幾種常規(guī)方法適用性做了綜合對比，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運動規(guī)劃各關(guān)節(jié)及末端執(zhí)行器