六自由度機器人三維可視化虛擬示教系統(tǒng).pdf

1、目前，大多數的工業(yè)機器人仍然采用傳統(tǒng)的在線示教編程的方法。其示教過程煩瑣，需要重復大量單一的體力勞動，且必須在現場才能進行示教編程，影響了機器人的工作效率。隨著機器人所完成的任務越來越復雜，以及工作環(huán)境越來越多樣性，這種示教編程方式已很難滿足生產需求，對機器人實體及周圍的工作環(huán)境甚至整個生產過程進行計算機仿真是非常重要的。
　　本文以六自由度機器人為研究對象，設計了一套虛擬示教系統(tǒng)軟件，能夠模擬機器人的運動，對機器人模型進行示教和

2、再現。基于D-H表示法建立機器人的數學模型，推導出運動學正逆解的公式，實現了求解算法。在進行逆解時，對機器人的關節(jié)進行了限定，從而保證所求的解能夠使機器人安全正常地運行;給出了存在多組解時選取最優(yōu)解的方法;對奇異情況進行了處理;對逆解算法流程進行了優(yōu)化，有效地提高了算法效率。實現了關節(jié)空間和笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃算法，該算法使用二次拋物線進行加速度擬合，能夠保證加速度、速度和位移的連續(xù)，并且保證機器人以能夠達到的最大速度通過路徑點，從而確

3、保機器人的平穩(wěn)運動，最大限度地減小沖擊，同時也確保了運行效率。
　　基于OpenGL圖形庫，采用模塊化的方法進行機器人三維模型的創(chuàng)建，由面組成形狀，由形狀組成關節(jié)，由關節(jié)組成機器人，具有靈活性大、易于擴展的優(yōu)點。以VisualStudio2008作為開發(fā)平臺，嵌入Qt界面庫，完成了虛擬示教系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)提供良好的人機交互界面，全視角地呈現機器人三維模型，能夠對機器人進行關節(jié)控制、沿坐標軸平移和旋轉控制等，實時仿真出機器人模型的