番茄采摘机器人数字孪生仿真系统的开发研究

【目的】实现番茄采摘机器人的快速开发设计与调试，避免大的返工和浪费，降低开发和调试成本，缩短开发周期。【方法】课题组开发了一种虚拟仿真调试系统，应用到番茄采摘机器人的开发研究中。该系统主要由数字孪生仿真软件搭建虚拟样机模型，虚拟样机模型能够赋予物理属性运动关系以及逻辑信号，通过利用基于PC的运动控制卡和低代码的SmartACS编程软件，采用OPC UA通信方式，实现硬件控制卡控制虚拟模型，这样就构建了番茄采摘机器人的数字孪生仿真调试模型。【结果】该数字孪生仿真模型能够很好地验证设备的机械结构和控制程序的合理性，并能够在设计阶段快速且低成本地发现问题并加以改进。【结论】通过对虚拟样机模型进行虚拟的机电联调，能够在不做出物理样机的前提下实现对所设计的机械结构及控制程序的联合调试和验证，从而大幅缩短了开发周期，降低了开发成本。本研究能为其他农业机械的设计研发提供一定的参考，有利于提高我国农业机械化水平。