基于改进PSO算法的采摘机械臂时间最优轨迹规划

来源：中国农机化学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：韩睿春, 李晓娟, 陈涛, 刘建璇, 吴乐天

单位：(1. 新疆大学机械工程学院，乌鲁木齐市，830000； 2. 新疆农业科学院农业机械化研究所，乌鲁木齐市，830091)

摘要：为提高机械臂在农业采摘过程中运行效率以及优化算法寻优速度，提出一种基于改进PSO算法优化算法。首先，建立机械臂模型并进行工作空间分析；然后，通过3—5—3分段多项式对采摘路径点进行插补，控制机械臂在采摘时的始、末速度和加速度均为0，得到连续、平稳的轨迹；再使用改进PSO算法对插补后的轨迹进行优化，以时间最优为目标，得到时间最优轨迹，并与遗传算法、标准粒子群算法以及其他改进粒子群算法进行对比试验；最后，以六轴采摘机械臂为研究对象，通过苹果采摘试验来验证算法有效性。结果表明：所提方法完成采摘过程消耗时间对比优化前缩短约34%，相比标准PSO寻优速度提升53%。

关键词：采摘机械臂,混合分段多项式,轨迹规划,粒子群算法

基金资助：国家自然科学基金资助项目(52265003)；新疆维吾尔自治区重大科技专项项目(2022A02005—5)