六自由度火龙果采摘机械手

轨迹规划降耗62%

针对火龙果复杂生长位姿设计的六自由度机械手，通过轨迹规划显著降低能耗与关节冲击，运动更平稳。

Kairan, Lou · Zongbin, Wang · Bin, Zhang · Qiu, Xu · 付威 · Yang, Gu · Liu, Jinyi

Agriculture (Switzerland) 2024

参数信息

关节3功耗降低率

62.28 %

关节4峰值扭矩（采摘）

10.14 N·m

关节4峰值扭矩（放置）

12.57 N·m

关节4峰值扭矩（复位）

16.85 N·m

关节扭矩最大绝对误差

-2.76 N·m

采摘成功率

66.25 %

平均采摘时间

42.4 s

技术优势

能耗大降

轨迹规划使关节3功耗降低62.28%

冲击更小

轨迹规划下关节4峰值扭矩在各阶段均低于无轨迹规划，运动更平稳

模型可靠

动力学模型仿真与实测最大扭矩误差仅−2.76 N·m，验证了模型正确性

应用场景

• 农业机器人：直接用于火龙果自动化采摘，解决人工成本高和复杂位姿适应问题。
• 机械臂控制：验证基于旋量理论和Kane方程的建模与控制方法，提升机械臂动态性能。
• 运动规划：通过轨迹规划显著降低能耗和冲击，为高速低耗运动提供实现路径。