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机械传动2026年第02期:基于椭球外形物品包装的自移式缠绕包装机器人运动学建模与仿真

来源:期刊VIP网 时间:


作者:井笑地;王良文;王东霞;王若澜;吴珍珍;杜帅锋;

单位:郑州轻工业大学机电工程学院;郑州财经学院郑州市智能装配制造与物流优化重点实验室;郑州轻工业大学国际教育学院;

摘要:【目的】为实现异形物品的高效自动化包装,针对椭球外形物品的缠绕包装需求,设计一种集成自动化导引车(Automated Guided Vehicle, AGV)与6自由度机械臂的自移式缠绕包装机器人系统,旨在提升其在复杂曲面包装中的轨迹规划精度与运动控制性能。【方法】首先,构建移动机械臂系统运动学模型;其次,提出拉膜架出膜面与物品表面切平面时刻平行的轨迹规划原则;然后,以椭球体为例,推导动态轮廓母线方程与切平面构建方法,结合逆运动学求解机械臂关节角与AGV位姿;最后,在Matlab软件中开发仿真系统,通过Adams软件验证轨迹合理性。【结果】仿真表明,该方法可以实现椭球体连续稳定缠绕,机械臂关节角位移曲线平滑,且末端轨迹与理论路径吻合良好,验证了系统在异形物品包装中的可行性与控制可靠性。

关键词:包装机器人;;缠绕包装;;椭球外形物品包装;;移动机械臂;;运动学建模

基金资助:国家自然科学基金项目(52075500);; 河南省科技攻关项目(232102221033,242102221057);; 河南省重大科技专项(231111231200)