D-H参数表生成三维机器人模型仿真系统.pdf

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1、万方数据第18卷第4期2006年4月系统仿真学报@JournalofSystemSimulationVbl．18NO．4Apr．，2006D．H参数表生成三维机器人模型仿真系统周芳芳1，樊晓平1，叶榛2(1中南大学信息科学与工程学院自动化工程研究中心，湖南长沙410075；2．清华大学智能技术与系统国家重点实验室，北京100084)摘要：一般情况下机器人各关节的几何关系可通过Denavit-Hartenberg(D．H)参数表来描述。提出了采用D．H参数表生成机器人三堆虚拟模型的方法，实现了机器人的可视化。仿真系统提供的视图控制功能和场景漫游功能实现了多角度、多位置观测机器

2、人模型的几何结构，并为机器人操作人员提供了训练仿真平台。该系统可以作为机器人学习和机器人结构设计的辅助工具。关键词：D—H参数；机器人运动学；机器人；三维模型；可视化中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：t004—731X(2006)04—0947—043-DVirtualRoboticModelGeneratedbyD—HParametersZHOUFang-fang1，FANXiao-pin91，YEZhen2(1ResearchCenterforAutomationEngineering，CentralSouthUniversity,Changsha410

3、075，China；2．DepartmentofComputerScienceandTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084，China)Abstract：Generally，robotmanipulatorsaregeometricallydescribedbytheDenavit-Hartenberg(D—H)parametertable．Thewaytogeneratethree-·dimensionalvirtualmodelsofrobotmanipulatorsfromaD··Hparametertablewaspr

4、oposedtorealizethevisualizationofrobot．Thefunctionsofcontrollingviewpointandcruiseinthesceneprovidedbythesimulationsystemimplementedtheobservationoftherobotmodelfromanglesandpositionsandtheycouldbeusedastrainingsystemforthosewhomanipulatedrobot．Generationof3-Dvirtualrobotmodelisoneoftheuse

5、fultoolsinthestudyofrobotmanipulatorsandthestructuraldesign．Keywords：d．-hparameters；robotkinematics；robotmanipulator；three．．dimensionalmodel；visualization引言机器人各关节的几何关系一般通过D—H参数表来描述。在进行机器人运动学、动力学分析时，先定义各关节的坐标系，分析机器人的结构，然后获取D．H参数表⋯。本文提出利用D．H参数表生成三维机器人模型则是反其道而行之，通过设置D．H参数表来生成三维机器人模型，实现机器人可视化。

6、D．H参数表生成三维机器人模型仿真系统能够高效、简便的实现三维机器人的可视化。该系统不仅能够测试机器人结构的各种几何参数的结果，还可以通过鼠标、键盘操作三维机器人模型的各个关节的运动。因此，该系统可作为机器人学习和设计的辅助工具。机器人作为一个多交叉领域的学科，在世界范围内的各个不同的学术机构得到应用，其中包括各种工程领域、计算机科学以及数学等等[2】。因此，D．H参数表法生成机器人模型是非常有意义的。本篇论文首先简要介绍该仿真系统生成机器人模型的DH参数的定义方法。然后概括的描述DH参数表生成三维收稿日期：2005—01．15惨回日期：2005—09．21基金项目：国家自

7、然科学基金资助项目(69975003)作者简介t周芳芳(1980一)，女，湖南株洲人，博士生．研究方向为虚拟现实技术，计算机网络，机器人仿真等；荚鹿平(1961一)，浙江绍兴人，博士，教授，博导，研究方向为智能控制，智能机器人，虚拟现实技术，智能交通系统等；叶糠(1945．)，女，江苏人，教授，研究方向为系统仿真，临场感及虚拟现实技术等。机器人模型仿真系统的功能结构。接着重点介绍DH参数表生成机器人模型的算法和仿真系统主要功能的实现方法，并通过实例演示该系统的仿真结果。最后是小结和展望未来进一步的工作。lD．H参数