高壓帶電作業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析與仿真.pdf

1、高壓帶電作業(yè)機(jī)器人是近期出現(xiàn)的一種新型特種作業(yè)機(jī)器人。由于工作環(huán)境惡劣，使得作業(yè)復(fù)雜，而機(jī)器人很難自主完成。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用，使得復(fù)雜動作可以在虛擬仿真系統(tǒng)中重現(xiàn)，既可以檢驗機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，又可以訓(xùn)練操作人員。本文就是針對這一問題，設(shè)計和開發(fā)了高壓帶電機(jī)器人三維仿真系統(tǒng)，為設(shè)計研發(fā)人員提供了機(jī)器人機(jī)械手運(yùn)動仿真的虛擬研究平臺，也為機(jī)器人操作人員提供了一個虛擬培訓(xùn)平臺。 本系統(tǒng)是以VC++6.0為軟件開發(fā)環(huán)

2、境，利用開放式圖形庫OpenGL搭建了虛擬環(huán)境仿真平臺，完成了機(jī)器人機(jī)械臂的建模、碰撞檢測、人機(jī)交互界面、模型渲染等程序模塊的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了帶電作業(yè)機(jī)器人模型在虛擬空間中的復(fù)雜運(yùn)動的控制和動態(tài)仿真。 首先，利用VC++6.0和OpenGL搭建的平臺構(gòu)建了高壓帶電機(jī)器人三維仿真系統(tǒng)的基本框架，完成了人機(jī)交互界面、模型渲染等功能模塊的開發(fā)。 然后，本文根據(jù)帶電作業(yè)機(jī)器人雙臂結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)以及工作空間特點(diǎn)，通過進(jìn)行幾何分析確定了工

3、作空間。根據(jù)帶電作業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動特點(diǎn)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析。從而為虛擬模型的物理建模和計算建模提供了基礎(chǔ)。 本文利用3D建模軟件Pro/E對機(jī)器人機(jī)械手進(jìn)行了幾何建模，并通過接口程序，在OpenGL環(huán)境下，基于模型的幾何特征，采用三角形網(wǎng)絡(luò)造型法構(gòu)造帶電作業(yè)機(jī)器人的“面模型”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動的動畫仿真。 本文還對機(jī)器人雙臂之間以及機(jī)械臂與被操作對象之間的碰撞檢測問題進(jìn)行了深入研究。分析了層次包圍盒碰撞檢測算法的實(shí)現(xiàn)流程