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机器人各关节的轨迹规划是机器人控制的基础,机器人轨迹规划是根据机器人作业要求,在满足运动学约束情况下使机器人各个关节能够快速、平稳地依次通过各位置点,进而确保机器人末端执行器迅速平稳地到达预期位置进行作业,一方面可以提高机器人的工作效率,另一方面可以防止因为冲击过大降低机器人寿命。为了提高果蔬采摘机器人的工作效率和减少其在作业过程中所受的冲击,本文提出了基于时间-冲击两个运动性能指标,采用5次B样条插值函数进行轨迹规划,并利用GA算法对5次B样条插值轨迹进行优化,本文的主要内容如下:1、根据果蔬采摘机器人设计参数利用Creo2.0建立三维虚拟样机,根据DH坐标理论建立了机器人的数学模型,并根据DH参数求得机器人的运动方程,同时详细进行了机器人运动学反解过程的推算,验证了运动方程的正确性。此外根据DH参数利用MATLAB机器人工具箱建立了机器人的运动仿真模型,研究了机器人在工作空间运动情况。2、基于人工势场的思想将机器人的运动空间抽象成虚拟势场,根据合势场的数学模型,设计了机器人在动态环境作业时的避障算法,并利用MATLAB GUI设计了路径初始点、路径障碍及目标点的虚拟仿真软件,介绍了仿真软件的使用,通过构造单一障碍和多障碍虚拟环境进行仿真实验,实验结果表明机器人可以有效地避开工作环境中的障碍,证明了避障算法的正确性。3、研究了五次B样条的构造方法,并利用机器人工具箱函数对比分析了五次B样条和七次样条插值轨迹的异同点;根据机器人运动过程中所必须经过的位置点,建立关于时间-冲击的目标函数,利用GA算法获得优化后五次B样条插值轨迹,并利用MATLAB仿真出机器人在优化之后运动轨迹,与前面非优化轨迹相比,优化之后的运动轨迹缩短了6.62s,并且各个关节在运动过程中所受的冲击也得到明显减小。