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《基于虛擬夾具的機(jī)械臂人機(jī)交互控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、Classifiedlndex：TP241．2：U．D．C：621SouthwestUniverSityOfScienceandTechnoIogyMasterDegreeThesisKeyTechnoIogyResearchonHuman。_。ComputerInteractionControlofManipuIatorBasedonVirtuaIFixtureGrade：2011Candidate：WangJianxinAcademicDegreeAppIiedfor：MasterSpeciaIity：Co
2、ntroITheoryandControIEngiReeFingSupervisor：YangTao．ProfessorApr．14，2014獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得西南科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽名：王始日期：力仟‘．午關(guān)于論文使用和授權(quán)的說(shuō)明本
3、人完全了解西南科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文的復(fù)印件，允許該論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨荚撜撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)簽名：王導(dǎo)師簽名：El期：刪．六印西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)摘要虛擬夾具建模算法對(duì)于機(jī)械臂防撞性能的研究具有重要意義。在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下，可通過(guò)虛擬夾具限制機(jī)械臂末端的運(yùn)動(dòng)空間來(lái)防止機(jī)械臂與周圍環(huán)境發(fā)生碰撞。本文在總結(jié)和歸納虛擬夾具在機(jī)器人領(lǐng)域的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀后，給出了基于人工勢(shì)場(chǎng)法
4、的虛擬夾具建模方法及機(jī)械臂控制仿真方案。利用3dsMax建立機(jī)械臂各連桿的三維模型，在MFC框架下采用OpenGL編程將機(jī)械臂模型導(dǎo)入仿真平臺(tái)，并采用截面圓三角片元法構(gòu)建虛擬夾具幾何模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂模型和虛擬夾具的可視化。在機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，建立了基于D．H參數(shù)法的6自由度機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型，并對(duì)6自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解方程與動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。在虛擬夾具管道內(nèi)部建立人工勢(shì)場(chǎng)，根據(jù)機(jī)械臂末端與虛擬夾具的相對(duì)位置關(guān)系，實(shí)時(shí)計(jì)算末端所受虛擬力，并以視覺(jué)反饋的形式將虛擬力方向予以顯示。在虛擬夾具幾何約
5、束機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)空間的基礎(chǔ)上，計(jì)算出虛擬力對(duì)各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸的力矩，通過(guò)與各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，實(shí)現(xiàn)了采用虛擬夾具對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)空間進(jìn)行限制的方法?；谏鲜龈鞴δ苣K在VS2008平臺(tái)上利用MFC結(jié)合OpenGL的技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一個(gè)機(jī)械臂實(shí)時(shí)控制仿真演示系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)友好的人機(jī)交互界面，控制機(jī)械臂在虛擬環(huán)境下的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)，對(duì)機(jī)械臂的實(shí)時(shí)位姿狀態(tài)予以可視化，并驗(yàn)證了文中所設(shè)計(jì)算法的有效性。本文所采用的基于虛擬夾具限制機(jī)械臂末端運(yùn)動(dòng)空間的方法，不僅可在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的限制，也可在真實(shí)環(huán)境下根據(jù)從端機(jī)械臂與實(shí)際接
6、觸力實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的限制，具有較為廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：虛擬夾具機(jī)械臂人工勢(shì)場(chǎng)OpenGL運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1I頁(yè)AbstractModelingalgorithmofvirtualfixtureissignificanttothestudyoncollisionavoidanceofmanipulator．Inthecaseoftheunstructuredenvironment，virtualfixturecanbeusedtopreventtheend．effectorfro
7、mcollisionwiththesurroundingenvironmentbyrestrictingitsmotion·space．Accordingtotheresearchandapplicationofvirtualfixtureinthefieldofrobots，thispaperpresentsamodelingalgorithmbasedonartificialpotentialfieldandcontrolsimulationprogramformanipulator．Toachievevi
8、sualization，intheframeworkofMFC，the3Dvirtualmodelsofeachconnectingrodofmanipulatordesignedin3dsMaxareimportedtotheprogrammeofOpenGL，andthegeometricmodelofthevirtualfixtureisestablishedwiththemet
