黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析

摘要

黄瓜采摘机器人在非结构环境中工作时，其机械臂的结构特点与运动精度将直接决定机器人作业范围和采摘成功率。针对黄瓜特定的栽培模式，结合机械臂工作空间及结构长度指标，运用参数优化法，对采摘机械臂构型和结构参数进行了优化设计。建立了机械臂运动D-H 模型，实现由关节空间向笛卡尔空间的正逆变换，并确定了机械臂速度雅柯比矩阵；应用三次多项式插值法，建立了机械臂关节空间运动规划模型；并对优化参数进行检验。结果表明，机械臂实际采摘范围可达到目标工作区域90.5%以上，关节位移变化曲线光滑，运动平稳。