基于OpenGL的工業(yè)機(jī)器人仿真軟件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對機(jī)器人系統(tǒng)的智能性和靈活性要求越來越高。機(jī)器人仿真系統(tǒng)作為機(jī)器人技術(shù)研究的工具，它在驗證機(jī)器人系統(tǒng)性能方面發(fā)揮著越來越重要的作用。當(dāng)前，實力雄厚的機(jī)器人公司都有自己專用的仿真軟件，雖然功能十分強(qiáng)大，但是不對第三方開放，只限定于自己公司的軟硬件平臺。中小企業(yè)為了提高自己的市場競爭力，滿足市場需求，十分有必要開發(fā)自己的仿真軟件。因此，本文針對佛山某機(jī)器人公司的需求開發(fā)了一款基于OpenGL的六自由度工業(yè)機(jī)器人仿真

2、軟件，該仿真軟件采用 MVC設(shè)計模式，大大提高了軟件代碼的重用性和健壯性。在仿真軟件中主要圍繞機(jī)器人的可視化仿真、運(yùn)動學(xué)、坐標(biāo)系標(biāo)定、軌跡規(guī)劃、示教編程等模塊進(jìn)行研究和開發(fā)。具體研究內(nèi)容如下：
　　針對三維模型可視化仿真模塊，使用基于OpenGL的建模技術(shù)，完成了STL文件的模型導(dǎo)入；然后引入OpenGL顯示列表技術(shù)以提升仿真的平滑性；最后設(shè)計動畫模塊以支持運(yùn)動過程回放等功能。
　　針對機(jī)器人運(yùn)動學(xué)求解問題，使用D-H參數(shù)法

3、建立機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型，并進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析；然后通過各連桿之間變換矩陣的乘積建立正運(yùn)動學(xué)方程，使用 Pieper準(zhǔn)則推導(dǎo)了逆運(yùn)動學(xué)方程；最后引入關(guān)節(jié)最小轉(zhuǎn)動量評價函數(shù)解決逆解存在的多解問題。
　　針對在仿真環(huán)境下機(jī)器人坐標(biāo)系標(biāo)定問題，首先引入基于平差計算的五點(diǎn)法標(biāo)定工具TCP，以解決工具TCP在三維仿真環(huán)境下位置的獲取問題，成功提高了TCP的位置精度；然后引入了基于用戶坐標(biāo)系的三點(diǎn)標(biāo)定法來解決UCS的標(biāo)定問題。而對于機(jī)器人軌跡規(guī)劃問題