【摘 要】
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为解决油茶青果脱壳生产线中果实动态抓取时Delta机器人末端执行器运动不平稳、抓取精度不高以及抓取成功率较低的问题,本论文开展了3-R（SS）2Delta机器人动态抓取油茶果的轨迹规划研究,具有重要的工程应用价值。本论文的主要研究工作如下:1、首先构建3-R（SS）2的Delta机器人结构的三维模型,按照其几何关系简化机械臂的机构,建立了Delta机器人的坐标系,并计算了自由度。2、利用旋量理论的
【基金项目】
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湖南省科技计划重点研发项目,油茶果智能采收机研发（2021NK2023）； 湖南省科技计划重点研发项目,油茶林生产机械化关键装备研发（2018NK2065）； 中南林业科技大学研究生科技创新基金项目,采收一体化作业微型采收机的研发（CX202102038）；
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为解决油茶青果脱壳生产线中果实动态抓取时Delta机器人末端执行器运动不平稳、抓取精度不高以及抓取成功率较低的问题,本论文开展了3-R（SS）2Delta机器人动态抓取油茶果的轨迹规划研究,具有重要的工程应用价值。本论文的主要研究工作如下:1、首先构建3-R（SS）2的Delta机器人结构的三维模型,按照其几何关系简化机械臂的机构,建立了Delta机器人的坐标系,并计算了自由度。2、利用旋量理论的指数积公式分析了3-R（SS）2Delta机器人的正运动学特性,并建立其正运动学方程。3、根据3-R（SS）2Delta机器人对油茶果动态抓取的定位精度、作业效率要求,分析了末端执行器的轨迹特征,比较S型加速曲线规律和修正梯形加减速运动规律,并研究了采用直线插补法和圆弧插补法对末端执行器运动平稳性、定位精度及作业效率的影响,比较了3-R（SS）2Delta机器人末端执行器的几种主要运动曲线,选用了经过渡圆弧曲线优化插补的空间直线圆弧门字型轨迹。对经过渡圆弧曲线优化的空间直线圆弧门字型轨迹,采用修正梯形加速度运动规律对其进行了轨迹优化。4、利用Delta机器人试验平台进行了油茶果动态抓取试验,测量了优化前后轨迹油茶果动态抓取成功率,动态抓取油茶果的位置误差以及不同果径范围油茶果动态抓取成功率,得到试验结果:空间直线圆弧门字型轨迹比传统门字型轨迹的对油茶果的动态抓取成功率提升了2.2%,对油茶果动态抓取的位置误差范围在±0.3mm,对果径大小在35-40mm内的油茶果动态抓取成功率最高为90.3%,试验结果表明:本论文提出的轨迹优化方法提高了 Delta机器人末端执行器动态抓取油茶果时的运动平稳性、抓取精度以及抓取成功率。
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