番茄采摘雙臂機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、溫室高價(jià)值果蔬采收目前大多數(shù)仍依靠人力實(shí)現(xiàn)，隨著中國(guó)人口老齡化，勞動(dòng)力成本上升，亟需產(chǎn)生新型自動(dòng)化解決方案。機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)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(dòng)采收，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了番茄采摘雙臂機(jī)器人。本文的研究成果主要包括：
　　1)針對(duì)設(shè)施環(huán)境作業(yè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈、尺寸鏈和構(gòu)型載荷譜多約束協(xié)同設(shè)計(jì)問(wèn)題，使用SolidWorks完成了雙臂機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作和虛擬裝配

2、，并對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行有限元校核。采用改進(jìn)的D-H參數(shù)描述機(jī)器人連桿坐標(biāo)系關(guān)系，并對(duì)5自由度機(jī)械臂的正運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解法進(jìn)行了分析，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法用到了空間圓參數(shù)方程和函數(shù)極值點(diǎn)。
　　2)針對(duì)串聯(lián)機(jī)械臂多關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)協(xié)同驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，機(jī)械臂采用了基于EtherCAT總線的多軸聯(lián)動(dòng)伺服控制方案，末端執(zhí)行器則采用串口連接單片機(jī)控制。之后設(shè)計(jì)了提高機(jī)械臂重復(fù)定位精度和絕對(duì)定位精度的方案，其中在校準(zhǔn)絕對(duì)精度時(shí)使用了機(jī)器視覺(jué)輔助，以糾正標(biāo)準(zhǔn)模型偏