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基于旋量理论的混联采摘机器人正运动学分析与试验.PDF

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第 32 卷 第 9 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.9 2016 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2016 53 基于旋量理论的混联采摘机器人正运动学分析与试验 ※ 阳涵疆,李立君 ,高自成 (中南林业科技大学机电工程学院,长沙 410000 ) 摘 要:为满足油茶果机械化、自动化采摘的要求,避免利用传统的 Denavit-Hartenberg(D-H)参数法对机器人进行运动学 分析时的缺陷,提出了一种基于旋量理论构建混联采摘机器人运动学方程的方法。根据混联采摘机器人机械臂的结构特 点进行简化;基于所提出的方法建立了机器人正运动学方程,获得末端执行器的位置正解;随机选取 5 组关节变量值, 得出末端执行器在基础坐标系各坐标轴上的最大绝对位置误差为 10.4 mm,远小于末端执行器200 mm 的开度,满足该机 器人末端执行器的采摘工作要求,验证了通过文中所提出的方法建立混联采摘机器人运动学正解方程的可行性及方程的 正确性。该研究可为后续开展混联采摘机器人控制方法和轨迹规划研究提供参考。 关键词:机器人;运动学;模型;旋量理论;机械臂;混联机器人 doi :10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.008 中图分类号:TP24 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2016)-09-0053-07 阳涵疆,李立君,高自成. 基于旋量理论的混联采摘机器人正运动学分析与试验[J]. 农业工程学报,2016,32(9): 53-59. doi :10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.008 Yang Hanjiang, Li Lijun, Gao Zicheng. Forward kinematics analysis and experiment of hybrid harvesting robot based on screw theory[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(9): 53 -59. (in Chinese with English abstract) doi :10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.008 [7] 法)成为 D-H 参数法的最佳替代 。 0 引 言 目前国内外学者对旋量法在串、并联机器人领域的 近年来随着中国油茶种植产业的快速发展,油茶果 应用做了大量研究,并获得了一批研究成果[8-13] 。Jaime 采摘机械化程度低、人工采摘油茶果效率低下的问题日 等[14]采用基于旋量理论的指数积运动学建模方法对 Delta 益凸显,因此研制能够提高生产效率、降低劳动强度的 机器人进行了正运动学分析,求解了动平台速度、加速 油茶果自动化采收装备成为中国未来油茶产业发展的基 度输入输出方程,有利于后续根据并联机构运动性能指 本趋势。因此本项目
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