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《中南林业科技大学》 2014年
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油茶果采摘机器人机械臂最优轨迹规划与实现

张翔  
【摘要】:油茶作为一种天然绿色植物,其果实油茶果用途极其广泛。其产业在中央地方大力支持下得到了较快长足的发展,但限于目前油茶果采摘机械化程度低,致使人工采摘效率低,严重制约了油茶产业的发展。油茶果采摘机机器人正是在这种条件下应运而生。机器人轨迹规划是建立在机械臂运动学和动力学的基础上,对机器人高效、稳定的运行有重要影响。通过合理的轨迹规划使机器人运动平滑、平稳,减少冲击和振动,提高机器人的稳定性、可靠性、工作效率有重要意义。本论文以六自由度油茶果采摘机器人机械臂为研究对象,深入研究了基于关节空间的轨迹规划方法。在轨迹规划时,不仅要保证位移、速度、加速度连续,而且还能保证二次加速度连续。在本论文中,建立油茶果采摘机器人运动学方程,分别采用了三次多项式轨迹规划方法、五次多项式轨迹规划方法以及4-3-4多项式轨迹规划方法。以系统振动、冲击最小,运动平稳性最好为目标,获得了在最大速度适宜的情况下,以加速度最小为最优条件,通过仿真实验对比发现,五次多项式轨迹规划方法是这几种方法中最优的。本文使用Matlab软件对轨迹规划好的油茶果采摘机器人进行了运动学分析,并在Pro/E中进行了运动学仿真,用VC++6.0软件编写机器人控制软件,并结合油茶果采摘机器人样机验证了得到的轨迹规划是切实可行和有效的。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP242

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