工业机器人运动仿真及作业仿真系统

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1、摘要一个完善的机器人仿真系统可以对机器人运动学、动力学、轨迹规划和控制算法进行仿真计算，可以仿真机器人的各种操作过程，并对仿真的结果进行分析处理，并且可以不依赖现实中的机器人设备，是研究机器人系统及其相关技术的有效手段和得力工具。机器人运动学图形仿真是机器人仿真系统的一个重要组成部分。它将机器人的运动学仿真结果以3D图形的方式显示出来，直观的显示机器人的运动情况。研究人员能在计算机屏幕上看到机器人的运动方式，轨迹规划的结果，还可以交互式逾对机器人进行示教仿真。机器人运动学图形仿真技术为机器人仿真系统建立了良好地人机界面。本文对开发机器人运动学仿真系统的主要算法和图形建模

2、方法进行了讨论。在机器人运动学，机器人轨迹规划，空间碰撞检测，计算机图形学等领域里面前人都已经做了很多的工作，基本上已经有了比较成熟的理论和方法，这就使得整个系统在可行性上有了一定的保障。文中主要开展了如下工作：首先，论文对机器人仿真技术的发展概况进行了概述，总结并提出了机器人图形建模的三种方法。其次，本文对三类算法进行了重点研究和分析：运动学逆解通用算法，轨迹插补算法，碰撞检测快速算法。本文阐述了这些算法的思想、设计理论和具体设计过程，并进行了详细的模拟分析。同时，本文还对机器人语言进行了介绍。第三。本文根据所上述算法开发设计了一个完整的机器人运动学仿真系统程序。最后

3、，本文根据课题研究工作和程序测试结果，指出目前系统存在的不足之处和改进方法。关键词：机器人，运动学仿真，图形建模，碰撞检测Abstract11lecomprehensiveRobotSimulationSystemincludesKinemaficsSimulation．DynamicsSimulafion,TrajectoryPlanning．andControlA190rithm．AndItcansimulateallkindsofoperationandanalyzetheresultsofthesimulation．Itmayberiotdependonrobo

4、tsintherealworld．SORobotSimulationSystemiSane塌cientmethodandpowerfultoolofstudyingrobotsystemandotherrelevanttachnology．TheRobotKinematicsGraphicSimulationisoneofthemostimportantpartof也eRobotSimulationSystem．ItCanaudio，visuallyshowtheresultofthesimulationandthemotionofrobotsbyusing3Dgrap

5、h．Throughthecomputer’Sscreen，researcherscallwatch也emotionofrobots．theresultofthetrajectoryplanninganddointeractiveteaching-by-showingwork．mRobotKinematicsGraphicSimulationsetupgoodman—machineinterfaceforRobotSimulationSystem．ThepaperdiSCusSeSthemainalgofithmofRobotSimulationSystemandthem

6、ethodofbuildinggraphicmodel．WeCanfindSOmegoodWOrkinthefieldsofkinematics，trajectoryplanning，coilisiondetectionandcomputergraphicsSOthatwecanusetheirresultstoconstructoursystem．nemainresearchworkofthisdissertationis箍follow：firstly,thePaOerexpatiatesthedevelopingstatus毋RobotSimulationSyste

7、m．summarizesthreemethodsofbuildinggraphicmodel．Secondly,thearticlegivesemphasistothestudyandanalysisofthreekindsofalgorithms,i．e．generalinversekinematicsalgorithm，trajectoryinterpolationalgorithmandfastcollisiondetectionalgorithm．Andthispaperexpatiatestheideaofthrees可leso