機器人虛擬裝配建模與路徑規(guī)劃技術研究.pdf

1、隨著教育機器人在教育教學實踐中的推廣和普及，面向教育的虛擬機器人研究受到的關注也越來越多，然而目前對虛擬教育機器人的研究多集中在圖形化編程和物理仿真階段，忽略了機器人仿真的第一步機器人拼裝過程，使虛擬機器人的研究停留在程序控制上，缺少對虛擬交互中操作流程的研究。少有的一些仿真軟件缺乏真實感和交互性，且擴展性差，操作模式固定，限制了開發(fā)創(chuàng)新，不利于教學實踐的創(chuàng)新設計。
　　本文正是針對上述問題，將虛擬裝配引入機器人拼裝，把虛擬裝配中

2、的建模與路徑規(guī)劃技術作為主要的研究對象進行了詳細的研究。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　本文首先探討了虛擬裝配環(huán)境中零件模型應具備的信息，研究如何構建零件模型，將機器人模型看作一個完整的裝配體，改進了面向交互的層次裝配模型，使得機器人模型數(shù)據(jù)操作管理與零部件間裝配關系層次清晰分明。并對虛擬環(huán)境中的零部件定位技術進行了重點研究，采用四元數(shù)表述零部件位姿旋轉，提出一種基于位姿平面的快速位姿捕捉算法，輔助用戶在虛擬環(huán)境中快速進行位姿變換。然

3、后在深入分析機器人拼裝中零件間裝配關系的基礎上，結合拼裝過程中存在的四種裝配約束關系對裝配約束技術原理進行了詳細的討論和研究，提出了一種基于層次約束識別以實現(xiàn)裝配引導下零部件精確定位的算法。探索了裝配路徑規(guī)劃中碰撞檢測的問題，采用由初步檢測、中間檢測、精確檢測組成的三級碰撞檢測，并依次將檢測映射到層次模型的零件層、特征面層、幾何體層，實現(xiàn)了實時、快速、精確的碰撞檢測。
　　本文在開發(fā)BDS虛擬機器人系統(tǒng)過程中，采用本文提出的2個算