采摘机器人机械臂运动轨迹规划设计仿真.pdf

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1、第34卷第4期计算机仿真2017年04月文章编号：l006—9348(2017)04—0362一06采摘机器人机械臂运动轨迹规划设计仿真滕举元1，许洪斌2”，王毅1’3，张哲1(1．重庆理工大学机械工程学院，重庆400054；2．重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆400054；3．重庆大学机械工程学院，重庆400044)摘要：为了实现六自由度采摘机械臂末端执行器准确平稳地到达目标采摘点，设计了基于SimMechancis的仿真系统，并进行了摆线运动轨迹规划仿真。根据采摘机械臂的结构特点，采用Denavit—HaItenberg(D—H)法进行结构参数建模，

2、得到了正运动学模型。在逆运动学求解过程中，采用矩阵逆乘法将复杂的矩阵等式转化为容易求解8个代数等式，得到了逆运动学的完整解析解，采用最小能量准则求得了最优逆解。为了保证机械臂在采摘过程中运行平稳，在关节空间内进行规划轨迹并仿真。仿真结果表明，逆运动学求解可靠，轨迹规划方法使机械臂运动平稳且无冲击现象，满足采摘机械臂的实际采摘任务要求。关键词：采摘机械臂；最小能量准则；摆线运动；轨迹规划中图分类号：TP242．6文献标识码：BDesignandSimulationofMotionTrajectoryPlanllingforMallipulatorofPicl【ingRobotTE

3、NGJu—yuanl，XUHong—bin2⋯，WANGYil⋯，ZHANGZhel(1．CoUegeofMechanicalEngineering，ChongqingUniversityof’rechnology，Chongqing400054，China；2．KeyLaboratoryofAdvancedManufacturingTechnolog)rforautomobilePansofMiIIistryofEducation，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China；3．CollegeofMechanic

4、alEn萄neering，ChongqingUniversity，Chon鹊ing400044，China)ABSTRACT：Tbmakesixdegree—of—freedompickingmanipulatoraⅡiveatta娼etpickingpointaccuLatelyandsteadilycometme，asimulationsystembaLsedonSimMechanciswasdesignedandcycloidaltrajectoryplaJlllingsimu-lationwasc痂edout．Aforwardkinematicsmodelwascond

5、uctedbyapplyingDenavit—Hartenberg(D—H)methodtodescribeworkspaceconsideringthestructumlcharacteristicsofthemanipulator．Intheprocessofs01vinginversekinematics，thecompleteanal”icalsolutionwasacquiredwhencomplexmatrixwassimplifiedtoeighteasilysolVedequationswithinversematrixanalysis，andminimumen

6、ergycriterionwasemployedtoobtaintheoptimalsolution．Toensurepickingmanipulatoroperatingsteadily，cycloidalmotiontrajectoryplanningjointspacewassimulated．Thesimulationresultsshowthatthesolutionofinversekinematicsisreliable，theplanningmethodmakesthepickingma—nipulatormovementsmooth，withoutshockp

7、henomena，whichcanmeetitsactualrequirementstocompletepickingtask．KEYWoRDS：Pickingmallipulator；Millimumenergycritedon；Cycloidalmotion；T阳jectoryplanning基金项目：重庆市重点产业共性关键技术刨新专项项目(cstc2叭5shms一殖z柏100)；重庆市基础科学与前沿技术研究一般项目(cstc2016jcyjA0444)收稿日期：2016一06一08修回