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基于/的取苗机械臂运动轨迹仿真1·智能控制技术·李建刚尹文庆胡飞等基于。/的取苗机械臂⋯⋯李建刚,尹文庆,胡飞,左德龙暇┡┮荡笱Чぱг海漳暇摘要:根据取苗机械臂的结构和特定的工作要求,用/模块建立机械臂仿真模型,验证机械臂的路径和住姿规划。仿真结果表明路径规划以及机械臂在特定点的位姿符合取苗要求。关键词:取苗机械臂;/;仿真TP24231B文章编号:———农作物移栽种植虽然比直播种植费工费时,但是移栽种植可以延长作物的生长期,苗期便于管理、有利于抵抗病虫害和气候灾害。发达国家普遍采用钵苗移栽植的方式,与钵苗移栽植相配套的装备主要是半自动栽植机,全自动栽植机正在快速发展。随着工业机器人技术的日益成熟和广泛应用,该技术在农业中的应用越来越广泛,它的应用将极大提高农业生产率和自动化程度。为了实现取苗自动化,提出用取苗机械臂代替人工取苗放苗,达到提高移栽工作效率的目的,实现钵苗移栽自动化。取苗机械臂完成将钵苗从穴盘中取出,然后放入到栽植器中,根据取苗点与放苗点的位置空间,构建的取苗机械臂如图荆∶缁当个关z014DH1为了描述取苗未端执行器的位姿,定义固定坐1端执行器的位姿矩阵为:式中:,,分别为相应连杆的齐次变换矩7'=cos(01+02+0s)=sin(1+2+3)口220cos01=170sin(l+2+0s)+220sin(1+通过取苗末端的位姿矩阵,在给定取苗机械臂末端执行器的特定点以及在特定点的姿态进行反3个关节变量的值。11。瓵优一0收稿日期:—一基金项目:江苏省农机三项工程资助项目作者介绍:李建刚,男,山东菏泽人,南京农业大学工学院硕士研究生,主要研究方向为机电智能控制。咒
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雹230ifOs良20098中国制造业信息化第卷第期根据取苗机械臂工作过程可知,在穴盘中取苗时末端执行器要求与穴盘垂直,避免末端执行器伤(A)(B)苗取出苗盘的整个过程挝V毕都保持和(点为即末端执行器与栽植器保持垂直以确保苗能够顺利放入栽植器苗根朝下,,段是否为直线不在功能要求之内,只要轨迹平稳就能达到要求。由取苗机械臂的抓放幼苗的功能要求,得2对于取苗机械臂的抓放作业,需要描述取苗机械臂运动的起始点和目标点,也就是取苗的特定(pointtopointtion)确定运动形式之后,要对运动轨迹进行规划,而轨迹规划方法有很多,如不同阶次的多项式函数及抛物线性函数等方法。本文采用关节空间的三次多项式轨迹规划方法,关节变量的三次多项式为:口各个关节点的起始点和终止点的角度为已知,同时各关节起始点和终止点运动角速度也为已知。44节任意时间的角度、角速度和角加速度。在,CA2AB4这里的起始点和终止点条件为:点的角度,角速度。为了在计算机上进行仿真,首先把移栽机械臂本体和移栽机械臂所在的作业环境抽象为物理模J仿真运算程序。取苗机械臂仿真运算程序包括各连杆的设置、关节的制作及各关节相对坐标系的建立;驱动器的设计,把运动轨迹规划的参数加入到驱动器;传感器的设计,建立各关节位置传感器。根据前述的连杆狧参数在/环境下的工具箱中J32—23D0(0)
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景主4量誊论结善莩目·智能控制技术·李建刚尹文庆胡飞等基于/的取苗机械臂⋯⋯4DH参数分别进行设置。对建立的连杆坐标的相对关系进行一一设置,设定各个关节转动的坐标轴。为关节的驱动器,把取苗机械臂的三次多项式运