基于改進差分進化算法的3-RPS 紅棗采摘機器人位姿正解研究

任甜甜，胡 衡，2，王玉巍

（1.新疆工程學院能源工程學院，烏魯木齊 830023；2.新疆大學電氣工程學院，烏魯木齊 830017）

近幾年，新疆紅棗的種植面積迅速擴大，成為促進新疆經濟與生態產業協調發展的重要產業，紅棗的機械化作業在紅棗采摘中的重要性逐漸凸顯。紅棗產量高、果型小，果柄與樹枝連接稀疏，導致采摘難度增加，損傷率高。現有的紅棗采收設備多為振搖式，模擬手工采摘的簡易設備［1］，自動化水平普遍不高。少自由度的并聯紅棗采摘機械平臺是由幾個分支機構并聯而成的，可以作為機器人操作臂結構的機器平臺。與傳統的串聯機器人相比，所有的分支機構可以同時接受驅動器輸入，并共同決定輸出，沒有累積誤差，結構緊湊，減少空間占用，具有耐高強度負荷同時微動精度高的特點［2］。并聯機構的采摘機械平臺與串聯機構的采摘機械平臺在結構和性能上呈對偶關系，是串聯機構的補充和發展，故其在諸多領域得到獨特的應用［3］，已成為機構學的研究熱點之一。

目前存在的采摘機械平臺因其結構不同大致可以分為4 類，其中極坐標型采摘機械平臺通過2 個轉動關節和1 個移動關節的動作可以靈活調整地面高度［4］，完成對不同位置地面目標的采摘。

針對一種并聯三自由度的紅棗采摘機械平臺，分析其運動位置姿態實質上是建立各運動桿件關節的運動與平臺空間的位置、姿態之間的關系，求其運動學方程正解，從而為采摘的運動控制提供分析的手段和方法。……