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基于D-H法的農業(yè)采摘機器人運動(dòng)協(xié)作控制系統設計
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廣州華立科技職業(yè)學(xué)院

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[1]廣東省教育廳第一批省高職院校高水平專(zhuān)業(yè)群:軟件技術(shù)專(zhuān)業(yè)群(GSPZYQ2020082); [2]廣東省教育廳2022年度普通高校重點(diǎn)科研平臺和項目(2022KTSCX372)


Design of cooperative control system for agricultural harvesting robot based on D-H method
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    摘要:

    為提升農業(yè)采摘機器人運動(dòng)協(xié)作控制性能,降低機器人碰撞概率,利用D-H法優(yōu)化設計機器人運動(dòng)協(xié)作控制系統。改裝位置、力矩以及碰撞傳感器設備,優(yōu)化運動(dòng)協(xié)作控制器與驅動(dòng)器,調整系統通信模塊結構,完成硬件系統的優(yōu)化。利用D-H法構建農業(yè)采摘機器人數學(xué)模型,在該模型下,利用傳感器設備實(shí)現機器人實(shí)時(shí)位姿的量化描述,通過(guò)機器人采摘流程的模擬,分配機器人運動(dòng)協(xié)作任務(wù),從位置和姿態(tài)等多個(gè)方面,確定運動(dòng)協(xié)作控制目標,經(jīng)過(guò)受力分析求解機器人實(shí)際作用力,最終通過(guò)控制量的計算,實(shí)現農業(yè)采摘機器人的運動(dòng)協(xié)作控制功能。通過(guò)系統測試實(shí)驗得出結論:與傳統控制系統相比,機器人位置、姿態(tài)角和作用力的控制誤差分別降低了約40mm、0.2°和1.2N,在優(yōu)化設計系統控制下,機器人的碰撞次數得到明顯降低。

    Abstract:

    In order to improve the cooperative control performance of the agricultural harvesting robot and reduce the collision probability of the robot, the D-H method is used to optimize the design of the robot cooperative control system. Modify the position, torque and collision sensor equipment, optimize the motion cooperation controller and driver, adjust the system communication module structure, and complete the optimization of the hardware system. The D-H method is used to construct the mathematical model of the agricultural harvesting robot. Under this model, the sensor equipment is used to realize the quantitative description of the robot's real-time position and posture. Through the simulation of the robot's picking process, the robot's motion cooperation tasks are assigned. From the aspects of position and posture, the robot's motion cooperation control objectives are determined. The actual force of the robot is solved through force analysis, and finally the control quantity is calculated, Realize the cooperative control function of agricultural harvesting robot. Through the system test experiment, it is concluded that compared with the traditional control system, the control errors of robot position, attitude angle and force are reduced by about 40 mm, 0.2 ° and 1.2 N respectively. Under the control of the optimized design system, the number of robot collisions is significantly reduced.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

閔小翠,李鵬.基于D-H法的農業(yè)采摘機器人運動(dòng)協(xié)作控制系統設計計算機測量與控制[J].,2024,32(1):72-78.

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歷史
  • 收稿日期:2023-02-24
  • 最后修改日期:2023-03-24
  • 錄用日期:2023-03-27
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2024-01-29
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