三自由度并坐标测量机的运动建模与仿真.doc

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1、虚拟环境下三自由度并联坐标测量机的运动建模与仿真摘要并联坐标测量机是一种新类型的坐标测量系统，它模拟多足生物的运动形式。+由于运动的复杂性，只凭计算数据很难直观、准确地判断测头的位置和姿态，必须通过虚拟样机模拟并联坐标测量机的作业过程。本文在WindowsXP环境下，通过VC++调用OpenGL函数，对测量机的各部分零件进行实体造型，并按照零件间的装配关系进行实体装配，获得坐标测量机的三维仿真图，再与运动学位置分析的正解模型和反解模型相结合，开发出能实时运动的三维并联三坐标测量机的虚拟样机，实现高效率、低成本的仿真作业。经测试证

2、明，该系统运行可靠，效果逼真，为研制真实样机提供了手段。由于本人水平有限，文中的错误和不足在所难免，恳请各位老师给予批评和指正。关键词：三自由度；坐标测量机；虚拟样机；并联机构KinematicModelingandSimulationof3-DOFParallelCMMBaseonVirtualEnvironmentAbstractTheparallelmechanismCMM(coordinatemeasuringmachine),asanewtypeofCMM,simulatesthemotionformofmultipe

3、d.Becauseofitscomplicatedmotion,itisdifficulttojudgethepositionandstanceofprobeintuitionisticlyandexactlyonlybycalculationaldata.ItisobligatorytosimulatetheoperationprocessofparallelmechanismCMMbyvirtualprototype.InthepapertheOpenGLfunctionsaretransferredbyVC++undert

4、hewindowsXPsothatthevariouspartsofCMMareentity-sculpted,andentity-assembledaccordingtotheconstructionalrelationbetweenparts.Sothe3DsimulativefigureofCMMisobtained.Moreover,combiningwiththekinematicsobversesolutionmodelandreversesolutionmodelofpositionanalysis,thevirt

5、ualprototypeofthree-freedom-degreeparallelmechanismCMMisdeveloped,whichcanmotioninrealtimeandrealizesimulativeoperationinhighefficiencyandlowcost.Itisprovedbytestthatthissystemrunsreliably,hasrealisticeffectandprovidesmeansformanufacturingactualprototype.Becauseofthe

6、limitsoftheauthor`sability,theremaybesomemistakesandshortcomingsinit,thanksalotforyourpointingoutthemistakesforcorrection.Keywords：Three-degrees-of-freedom；Coordinate-measuringMachine；VirtualPrototyping；Parallel-linkMechanism目录第1章前言41.1课题研究的学术背景41.2国内外研究现状5第2章三自由度并联C

7、MM的结构及工作原理82.1并联运动机构概述82.2三自由度并联CMM的结构及机械运动原理92.3控制系统结构及工作原理102.4虚拟现实技术11第3章OpenGL三维图形设计与制作133.1OpenGL简介及基本操作133.2在Win32环境下运行OpenGL程序143.3程序框架窗口的建立153.3.1工程的建立153.3.2添加静态库153.3.3窗口的初始化16第4章坐标测量机测量空间分析174.1并联机构坐标测量机的运动学约束174.1.1连杆杆长约束174.1.2运动副转角约束174.1.3连杆杆间干涉184.2确定

8、测量空间的基本方法184.3计算机仿真结果分析19第5章三自由度并联坐标测量机虚拟原型开发215.1虚拟原型样机的几何层次结构215.1.1虚拟原形样机几何模型的获取方法225.1.2虚拟原型样机的形象建模235.1.3虚拟原形样机的几何造型过程245.2三自由