本技术介绍了一种适用于果树冠层的刚柔混合机械臂视触融合安全运动定位技术与设备。该技术将冠层内的不同对象分为两类:避让目标和顺应目标。避让目标被视为动态障碍,机械臂规划路径以避开这些目标。对于顺应目标,机械臂通过柔性臂上的拉/张力传感器,获取实际与理论拉/张力差值,生成误差信号,并通过调节拉/张盘式电机控制驱动绳长度,实现柔性臂的动态弯曲,以柔顺平稳地接触顺应目标。该发明适用于复杂果树冠层环境中机械臂的自主连续规划。
背景技术
我国作为世界上最大的水果生产国之一,苹果、梨等果实产量位居世界第一。刚柔混合机械臂凭借其刚性结构与柔性连续体混合结构,具有高速位移运动与狭窄局限区域灵活通过的特性。但刚柔混合机械臂在果树冠层内进行果实采摘的过程,往往面临多类异质对象所造成的复杂环境干扰。单一刚性连杆机械臂接触较大硬质枝干干涉,将导致碰撞与采摘失败,柔性臂连续控制方法复杂且运动较为缓慢,导致采收效率低下,运动精度起伏明显。
现有基于采摘机器人产品与试验样机、刚柔混合机械臂均应用于相对标准与结构化的工业场景或无干扰的室内仿真环节,而在果树冠层内存在场景结构适应性差、树冠内侧易干涉等不足。刚柔混合机械臂深入果树冠层内硬质障碍必须避让、软质障碍需要柔性顺应,导致其多类异质对象采收策略复杂、绕行路径需动态重规划、精度补偿控制繁琐等问题。
实现思路