高壓帶電作業(yè)機器人運動學分析與仿真.pdf

1、高壓帶電作業(yè)機器人是近期出現(xiàn)的一種新型特種作業(yè)機器人。由于工作環(huán)境惡劣，使得作業(yè)復雜，而機器人很難自主完成。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用，使得復雜動作可以在虛擬仿真系統(tǒng)中重現(xiàn)，既可以檢驗機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，又可以訓練操作人員。本文就是針對這一問題，設(shè)計和開發(fā)了高壓帶電機器人三維仿真系統(tǒng)，為設(shè)計研發(fā)人員提供了機器人機械手運動仿真的虛擬研究平臺，也為機器人操作人員提供了一個虛擬培訓平臺。 本系統(tǒng)是以VC++6.0為軟件開發(fā)環(huán)

2、境，利用開放式圖形庫OpenGL搭建了虛擬環(huán)境仿真平臺，完成了機器人機械臂的建模、碰撞檢測、人機交互界面、模型渲染等程序模塊的設(shè)計，實現(xiàn)了帶電作業(yè)機器人模型在虛擬空間中的復雜運動的控制和動態(tài)仿真。 首先，利用VC++6.0和OpenGL搭建的平臺構(gòu)建了高壓帶電機器人三維仿真系統(tǒng)的基本框架，完成了人機交互界面、模型渲染等功能模塊的開發(fā)。 然后，本文根據(jù)帶電作業(yè)機器人雙臂結(jié)構(gòu)類型特點以及工作空間特點，通過進行幾何分析確定了工

3、作空間。根據(jù)帶電作業(yè)機器人機械臂運動特點進行了運動學分析。從而為虛擬模型的物理建模和計算建模提供了基礎(chǔ)。 本文利用3D建模軟件Pro/E對機器人機械手進行了幾何建模，并通過接口程序，在OpenGL環(huán)境下，基于模型的幾何特征，采用三角形網(wǎng)絡(luò)造型法構(gòu)造帶電作業(yè)機器人的“面模型”，進而實現(xiàn)機器人運動的動畫仿真。 本文還對機器人雙臂之間以及機械臂與被操作對象之間的碰撞檢測問題進行了深入研究。分析了層次包圍盒碰撞檢測算法的實現(xiàn)流程