农业物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法

作     者：郭万金 李儒 郝钦磊 曹雏清 赵立军 GUO Wanjin;LI Ru;HAO Qinlei;CAO Chuqing;ZHAO Lijun

作者机构：长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 芜湖哈特机器人产业技术研究有限公司博士后工作站芜湖241007 长三角哈特机器人产业技术研究院芜湖241007 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年第55卷第1期

页      面：22-38页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52275005) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102253201) 长安大学高等教育教学改革研究项目(JY202354) 安徽省博士后研究人员科研活动经费项目(2023B675) 中国博士后科学基金项目(2022M722435) 安徽省教育厅科学研究重点项目(KJ2020A0364) 高校优秀青年人才支持计划项目(2019YQQ023) 

主　　题：物料移运机器人 轨迹规划 时间最优 协同作业 A*算法 

摘      要：为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业的时间最优轨迹。该方法建立机器人协同作业的运动学模型和动力学模型,对物料移运机器人开展时间最优轨迹规划,并基于Lyapunov理论设计控制律减少跟踪误差,最后通过Matlab/Simulink和ADAMS联合仿真验证方法的有效性。结果表明,提出的轨迹规划方法可使机器人在抓放料协同作业和避障协同作业中取得平滑且时间最优的运动轨迹,机器人各关节的位移、速度、加速度、力/力矩曲线变化平缓,两履带牵引力满足机器人的要求且可快速稳定跟踪时间最优路径。