应用于茶叶罐分拣的码垛机器人最优关节空间控制

来源：中国农机化学报杂志2021年第10期北京时间：

作者：季晓明, 文怀海, 刘艳梨,

单位：江苏安全技术职业学院电气工程系;大连理工大学机械工程学院;南京航空航天大学机电学院;

摘要：针对茶叶罐分拣生产线的高效率运动控制,提出一种码垛机器人最优关节控制方法。首先,设计茶叶罐分拣码垛机器人生产线的三维模型,根据拉格朗日方程推导出机器人动力学模型,明确模型的输入输出关系。进而,利用萤火虫算法的寻优优势对码垛机器人进行运动学反解,并引入NUBRS曲线平滑处理经五阶多项式插补的轨迹。最后,设计快速连续非奇异终端滑模控制器来实现关节空间内的高精度轨迹跟踪控制。研究结果表明:与滑模控制和反步法控制相比,本文控制器具有更高的控制性能;萤火虫算法能在0.37 s内求解机器人反向运动学,结合五阶多项式插补法与NUBRS曲线能获得光滑柔顺的参考关节轨迹;本文控制器能有效抑制集总干扰力矩影响,保证机器人关节空间内轨迹跟踪精度。

关键词：码垛机器人,关节空间控制,轨迹规划,终端滑模,萤火虫算法

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2018YFC0309100)