基于虛擬現(xiàn)實(shí)的危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人遙操作控制系統(tǒng)研究.pdf

1、為了保證電力系統(tǒng)的供電可靠性，在電力線路檢修作業(yè)中大部分采用帶電作業(yè)完成互感器磁柱清掃、帶電斷線、帶電T接線、帶電短接（更換）跌落保險(xiǎn)等工作。在國(guó)家863計(jì)劃的資助下所設(shè)計(jì)的危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人可以代替人在高電壓、強(qiáng)輻射的條件下進(jìn)行帶電作業(yè)，我們本著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)與完善，進(jìn)行本課題的研究。
　　 本課題將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人遙操作控制系統(tǒng)之中，有效地解決了遙操作控制過程中的“景深”問題，提

2、高了危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人遙操作控制系統(tǒng)的智能性。論文主要包括危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成介紹、作業(yè)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)遙操作控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)遙操作控制策略四部分。
　　 首先介紹了危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人的組成及其結(jié)構(gòu)。危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人由移動(dòng)升降車體、作業(yè)機(jī)械臂、控制主手等部分構(gòu)成。文章先對(duì)危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人主體進(jìn)行了介紹，然后對(duì)絕緣防護(hù)設(shè)、專用工具部分的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
　　 其次進(jìn)行了作業(yè)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。

3、采用D-H建模的方法建立了作業(yè)機(jī)械臂的六個(gè)關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，并分別將其位置、姿態(tài)用坐標(biāo)矩陣表示出來(lái)，然后通過矩陣變換、矩陣分解的方法求解作業(yè)機(jī)械臂的正解。通過解析的方式將作業(yè)機(jī)械臂逆解的解析表達(dá)式求出，用于主手信息的采集，然后運(yùn)用軌跡插補(bǔ)算法推算作業(yè)機(jī)械臂的各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度，用于虛擬現(xiàn)實(shí)控制的編程。
　　 然后介紹了危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人虛擬現(xiàn)實(shí)遙操作控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)遙操作控制系統(tǒng)分為三維作業(yè)場(chǎng)景模塊和作業(yè)機(jī)械臂控制模塊，其中三維

4、作業(yè)場(chǎng)景模塊是在VRP-Platform三維軟件與MicrosoftVisualC++6.0編程軟件交互編寫而成，具有實(shí)時(shí)反映真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景的功能;作業(yè)機(jī)械臂控制模塊由OpenGL圖形軟件與MicrosoftVisualC++6.0合作編寫而成，具有反映作業(yè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程、位置、姿態(tài)的作用。
　　 論文的最后對(duì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的遙操作控制策略進(jìn)行了分析。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)相結(jié)合，其中包括對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)遙操作技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)