基于ARM 的漿果采摘機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制研究

　隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械將進(jìn)入高度自動(dòng)化和智能化時(shí)期。漿果采摘機(jī)器人的應(yīng)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)力不足等問題。漿果采摘機(jī)器人主要由機(jī)械手及末端執(zhí)行器、視覺及決策系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。本文將闡述如何利用ARM 微處理器實(shí)現(xiàn)漿果采摘機(jī)器手的運(yùn)動(dòng)控制。

　　本控制系統(tǒng)采用ARM（Advanced RISC Machine）微處理器，其與單片機(jī)和DSP 等相比具有很強(qiáng)的通用性，以其高速度、高性價(jià)比和低功耗等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

　　1 控制系統(tǒng)功能要求

　　漿果采摘機(jī)器人的主要執(zhí)行部分―――機(jī)械手分為手臂和手腕兩部分。機(jī)械手如何躲避障礙物并能準(zhǔn)確到達(dá)果實(shí)目標(biāo)的位置是由機(jī)械手的自由度決定的，通常機(jī)械手在空間的位置和運(yùn)動(dòng)范圍主要取決于手臂部分的自由度，為了使機(jī)械手能夠到達(dá)空間的任一指定位置，其手臂部分至少應(yīng)具有3 個(gè)自由度。手腕部分自由度主要是用來調(diào)整末端執(zhí)行器在空間的姿態(tài)，為了使末端執(zhí)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(yīng)具有3 個(gè)自由度。其示意簡圖如圖1 所示。

　　控制系統(tǒng)的任務(wù)是從上位機(jī)接受指令，驅(qū)動(dòng)各自由度所對應(yīng)的電機(jī)，從而使采摘機(jī)械手到達(dá)指定位置進(jìn)行作業(yè)。