遙操作虛擬工程機器人的設計與研究.pdf

1、遙操作工程機器人系統(tǒng)是指在人操作下完成復雜工程作業(yè)任務的一種遠距離操作系統(tǒng)，它能夠幫助人類在危險和極端環(huán)境下工作。但是，操作者與遠端工程機器人之間的信號傳輸存在較大的時延，嚴重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性。在遙操作工程機器人系統(tǒng)中采用虛擬現(xiàn)實技術可以有效解決時延對系統(tǒng)的影響，有助于操作者更好地掌握工作現(xiàn)場的信息，提高遙操作作業(yè)的工作效率。
　　 虛擬工程機器人是基于虛擬現(xiàn)實的遙操作工程機器人系統(tǒng)的重要組成部分，包含了多種技術，主

2、要是建模技術和碰撞檢測技術。在理論條件下，只要虛擬環(huán)境與作業(yè)現(xiàn)場真實環(huán)境相同，虛擬工程機器人的狀態(tài)變化可以在真實環(huán)境中顯示出來，所以建模方法的選擇格外重要，合適的建模方法不僅可以滿足模型逼真的要求，還可以降低建模難度。虛擬工程機器人與待抓物體之間的碰撞檢測的精度和效率在很大程度上影響了遙操作系統(tǒng)的沉浸感和臨場感，優(yōu)異的碰撞檢測算法可以最大程度地減少誤判現(xiàn)象及保證系統(tǒng)的實時性。
　　 所以，為了提高遙操作系統(tǒng)的沉浸感、臨場感、實時

3、性，本文對虛擬工程機器人的建模技術以及碰撞檢測技術進行了研究，主要工作和結論如下：
　　 1.為了提高虛擬環(huán)境真實性及降低開發(fā)難度，針對工程機器人的結構和運動特點，采用OpenGL函數(shù)建模和SolidWorks建模的混合建模方法對虛擬工程機器人進行了幾何建模。
　　 2.為了滿足虛擬工程機器人的運動控制要求，在分析虛擬工程機器人運動特性基礎上，采用D-H表示法，推導了虛擬工程機器人的運動學模型，建立了各伺服液壓缸位移變化