基于5次B樣條函數(shù)的果蔬采摘機(jī)器人軌跡規(guī)劃的研究.pdf

1、機(jī)器人各關(guān)節(jié)的軌跡規(guī)劃是機(jī)器人控制的基礎(chǔ)，機(jī)器人軌跡規(guī)劃是根據(jù)機(jī)器人作業(yè)要求，在滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)約束情況下使機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)能夠快速、平穩(wěn)地依次通過各位置點(diǎn)，進(jìn)而確保機(jī)器人末端執(zhí)行器迅速平穩(wěn)地到達(dá)預(yù)期位置進(jìn)行作業(yè)，一方面可以提高機(jī)器人的工作效率，另一方面可以防止因?yàn)闆_擊過大降低機(jī)器人壽命。
　　為了提高果蔬采摘機(jī)器人的工作效率和減少其在作業(yè)過程中所受的沖擊，本文提出了基于時(shí)間-沖擊兩個(gè)運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，采用5次B樣條插值函數(shù)進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并利

2、用GA算法對(duì)5次B樣條插值軌跡進(jìn)行優(yōu)化，本文的主要內(nèi)容如下:
　　1、根據(jù)果蔬采摘機(jī)器人設(shè)計(jì)參數(shù)利用Creo2.0建立三維虛擬樣機(jī)，根據(jù)DH坐標(biāo)理論建立了機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)DH參數(shù)求得機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方程，同時(shí)詳細(xì)進(jìn)行了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)反解過程的推算，驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)方程的正確性。此外根據(jù)DH參數(shù)利用MATLAB機(jī)器人工具箱建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)仿真模型，研究了機(jī)器人在工作空間運(yùn)動(dòng)情況。
　　2、基于人工勢(shì)場(chǎng)的思想將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間抽象

3、成虛擬勢(shì)場(chǎng)，根據(jù)合勢(shì)場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境作業(yè)時(shí)的避障算法，并利用MATLAB GUI設(shè)計(jì)了路徑初始點(diǎn)、路徑障礙及目標(biāo)點(diǎn)的虛擬仿真軟件，介紹了仿真軟件的使用，通過構(gòu)造單一障礙和多障礙虛擬環(huán)境進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明機(jī)器人可以有效地避開工作環(huán)境中的障礙，證明了避障算法的正確性。
　　3、研究了五次B樣條的構(gòu)造方法，并利用機(jī)器人工具箱函數(shù)對(duì)比分析了五次B樣條和七次樣條插值軌跡的異同點(diǎn);根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中所必須經(jīng)過的位