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基于A(yíng)RM的漿果采摘機械手運動(dòng)控制研究
作者：
時(shí)間：2016-12-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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隨著(zhù)計算機和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，農業(yè)機械將進(jìn)入高度自動(dòng)化和智能化時(shí)期。漿果采摘機器人的應用可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，解決勞動(dòng)力不足等問(wèn)題。漿果采摘機器人主要由機械手及末端執行器、視覺(jué)及決策系統、控制系統等部分組成。本文將闡述如何利用ARM微處理器實(shí)現漿果采摘機器手的運動(dòng)控制。
本控制系統采用ARM（Advanced RISC Machine）微處理器，其與單片機和DSP等相比具有很強的通用性，以其高速度、高性?xún)r(jià)比和低功耗等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。
1 控制系統功能要求
漿果采摘機器人的主要執行部分———機械手分為手臂和手腕兩部分。機械手如何躲避障礙物并能準確到達果實(shí)目標的位置是由機械手的自由度決定的，通常機械手在空間的位置和運動(dòng)范圍主要取決于手臂部分的自由度，為了使機械手能夠到達空間的任一指定位置，其手臂部分至少應具有3 個(gè)自由度。手腕部分自由度主要是用來(lái)調整末端執行器在空間的姿態(tài)，為了使末端執行器在空間也能取得任意要求的姿態(tài),在理論上要求手腕部分也應具有3 個(gè)自由度。其示意簡(jiǎn)圖如圖1 所示。
控制系統的任務(wù)是從上位機接受指令，驅動(dòng)各自由度所對應的電機，從而使采摘機械手到達指定位置進(jìn)行作業(yè)。
2 控制系統硬件設計
機器人控制系統一般需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)基本要求。
①控制系統的小型化、輕型化和模塊化；
②控制系統的實(shí)時(shí)性；
③系統的穩定性和開(kāi)放性。
為此將本控制系統設計成由主控制模塊、驅動(dòng)模塊和反饋模塊三部分組成，如圖2 所示。
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