基于Open Inventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究.pdf

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1、基于OpenInventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究王伟东，钱东海(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)ResearchonKinematicsSimulationandTrajectoryPlanningofRobotBasedonOpenInventorWANGWei—dong·QIANDong—hal(MechanicalEngineering8LAutomationCollege。ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)摘要：针对KUKA公司生产的KR15O～2型六杂的三维场景，在构建场景模型的过程中相比自由度机器人，

2、借助UG软件对机器人进行三维实OpenGL节省了大量的时间[1]。KR150—2是德国体建模。采用Denavit—Hartenberg坐标变换方法KUKA公司生产的一种新型工业机器人，负载150建立了机器人运动学模型，并利用OpenInventorkg，重复定位精度±0．12mm。本文以KR150—2和VisualC++6．0编写了运动学正解、逆解、轨迹六自由度机器人运动仿真为背景，开发了机器人运规划的程序。最后实现了在OpenInventor环境下动仿真系统。本系统的优点在于不仅避免了利用机器人的运动仿真。OpenInventor构建复杂三维模型的繁重劳动，而且关键词：OpenInv

3、entor；建模；机器人仿真；轨可以通过程序实现对机器人模型的交互控制。本文迹规划建立的系统具有通用性强，可扩展性好，实时交互的中图分类号：TP242特点。文献标识码：Al机器人三维几何模型的建立与导入文章编号：1001—2257(2010)05—0059—05Abstract：A3一Dentitymodelwasbuiltadop—三维实体几何模型是对实物对象形态特征的简tingUGsoftwareforKR150—2robotwithsixde—化和抽象，是机器人仿真系统建立的首要环节[2]，关greeoffreedomfromKUKAofGermany．Denavit系着机器人的

4、最后仿真效果。0penInventor有2——Hartenbergcoordinatetransformationmethod种三维建模方式：一种是利用OpenInventor自带wasemployedtosetarobotkinematicsmodel，and的函数库进行建模；另一种是利用具有VRML输出thepositivesolution，inversesolution，trajectory接口的三维造型软件(CATIA，UG，Pro／E，3DSplanningprogramforkinematicswascompiledinMAX)进行建模。将导出的“wrl”格式文件，通过Vi

5、sualC++6．0．Finally。robotmotionsimulationOpenInventor进行读取。就OpenInventor而言，throughwhichmathematicalmodelandgeometric通过代码建立复杂的三维模型既繁重又麻烦，而本modelofrobotarevalidatedmutuallyisachievedin文对建模的要求很高，需要大量复杂的三维模型。theOpenInventorenvironment．因此，本文选用后一种方式进行建模。Keywords：OpenInventor；modeling~robot1．1机器人模型数据的导入在

6、OpenInventor中要将“wrl”数据文件读人simulation；trajectoryplanning场景数据库，并转化为场景节点，可以用下面的函数0引言来实现[：SoSeparator*readFilefconstchar*OpenInventor通过场景组合的方式来构造复filename)收稿日期：2010一O1—15{《机械与电子》2O10(5)·59·／／打开要读入的文件关节5和6的轴线J、J垂直相交嘲。利用De—SoInputmySceneInput；navit—Hartenberg法建立连杆坐标系，各个连杆的if(!mySceneInput．openFile(fil

7、ename))D—H参数如表1所示。exit(1)；／／将整个文件读入数据库SoSeparator*myGraph；myGraph=SoDB：：readAll(&myScenelnput)；if(myGraph=一NULL)exit(1)；mySceneInput．eloseFile()；returnmyGraph；)’图1KUKA机器人坐标系其中SoSeparator是在OpenInventor中定义表1KRlfiO一2机器人的D—H参数表的