大載荷并聯(lián)機器人監(jiān)控平臺研究.pdf

1、大載荷并聯(lián)機器人已經(jīng)在空間對接機構(gòu)、高速運動模擬器等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。大載荷并聯(lián)機器人往往工作在環(huán)境惡劣，肉眼不易觀察的地方，且動平臺具有六個自由度，運動軌跡復(fù)雜，難以實現(xiàn)動態(tài)的位姿檢測。針對這些問題，本課題研究了一種具有高精度位姿檢測與虛擬同步運動功能并聯(lián)機器人監(jiān)控系統(tǒng)，主要完成以下工作：
　　 (1)提出了基于立體視覺和位置正解相結(jié)合的精確位姿檢測方法。首先安裝并聯(lián)機器人立體視覺檢測系統(tǒng)，檢測得到粗略的位姿參數(shù)，以確定位置正

2、解的空間范圍。并聯(lián)機構(gòu)的正解雖然有多個，但是在限定空間內(nèi)，其正解具有唯一性。依照立體視覺的檢測結(jié)果和傳感器測出的支鏈長度，用位置正解算法，得到機器人的精確位姿。該方法繼承了立體視覺位姿檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)對多自由度運動的動態(tài)檢測的優(yōu)點，又提高了檢測精度。
　　 (2)在監(jiān)控計算機上建立虛擬機器人。以VC++和Open Inventor為開發(fā)平臺，先用專業(yè)三維建模軟件PRO/E構(gòu)建了并聯(lián)機器人的三維模型，再將模型數(shù)據(jù)導入開發(fā)平臺中，最

3、后搭建虛擬機器人的場景數(shù)據(jù)庫。該方法比傳統(tǒng)的用OpenGL的方法建模速度快，適合于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)。
　　 (3)研究了利用Open Inventor進行虛擬機器人運動控制的機制。在虛擬機器入場景數(shù)據(jù)庫的根節(jié)點下設(shè)置一個myCommunication類節(jié)點，用它來實時地接收最新的位姿信息；在虛擬機器人的形體節(jié)點所對應(yīng)的屬性節(jié)點下增加一個平動屬性節(jié)點、三個轉(zhuǎn)動屬性節(jié)點來進行多自由度虛擬運動的控制。傳感器類是OpenInvento

4、r的一個組件，它能夠?qū)崟r地檢測節(jié)點的變化。myCommunication的參數(shù)變化被傳感器檢測后，傳感器調(diào)用自定義函數(shù)來設(shè)置相應(yīng)的平動或者轉(zhuǎn)動節(jié)點，經(jīng)過SoGLRenderAction類渲染就實現(xiàn)了幾乎同步的運動。
　　 (4)研究了基于網(wǎng)絡(luò)延遲對數(shù)正態(tài)分布的概率時鐘同步算法和基于WinSock的系統(tǒng)通信方法，用以實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中不同PC間的時鐘同步與通信。
　　 (5)設(shè)計了監(jiān)控系統(tǒng)的框架架構(gòu)，并進行了精確位姿檢測和虛擬