六自由度機(jī)器人三維可視化虛擬示教系統(tǒng).pdf

1、目前，大多數(shù)的工業(yè)機(jī)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(fù)大量單一的體力勞動(dòng)，且必須在現(xiàn)場才能進(jìn)行示教編程，影響了機(jī)器人的工作效率。隨著機(jī)器人所完成的任務(wù)越來越復(fù)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(chǎn)需求，對機(jī)器人實(shí)體及周圍的工作環(huán)境甚至整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真是非常重要的。
　　本文以六自由度機(jī)器人為研究對象，設(shè)計(jì)了一套虛擬示教系統(tǒng)軟件，能夠模擬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，對機(jī)器人模型進(jìn)行示教和

2、再現(xiàn)?；贒-H表示法建立機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解的公式，實(shí)現(xiàn)了求解算法。在進(jìn)行逆解時(shí)，對機(jī)器人的關(guān)節(jié)進(jìn)行了限定，從而保證所求的解能夠使機(jī)器人安全正常地運(yùn)行;給出了存在多組解時(shí)選取最優(yōu)解的方法;對奇異情況進(jìn)行了處理;對逆解算法流程進(jìn)行了優(yōu)化，有效地提高了算法效率。實(shí)現(xiàn)了關(guān)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(jìn)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(jī)器人以能夠達(dá)到的最大速度通過路徑點(diǎn)，從而確

3、保機(jī)器人的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，最大限度地減小沖擊，同時(shí)也確保了運(yùn)行效率。
　　基于OpenGL圖形庫，采用模塊化的方法進(jìn)行機(jī)器人三維模型的創(chuàng)建，由面組成形狀，由形狀組成關(guān)節(jié)，由關(guān)節(jié)組成機(jī)器人，具有靈活性大、易于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。以VisualStudio2008作為開發(fā)平臺(tái)，嵌入Qt界面庫，完成了虛擬示教系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)提供良好的人機(jī)交互界面，全視角地呈現(xiàn)機(jī)器人三維模型，能夠?qū)C(jī)器人進(jìn)行關(guān)節(jié)控制、沿坐標(biāo)軸平移和旋轉(zhuǎn)控制等，實(shí)時(shí)仿真出機(jī)器人模型的