基于OpenGL的工业机器人运动学仿真与研究

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1、郑州工程学院硕士学位论文基于OpenGL的工业机器人运动学仿真与研究姓名：孟飞申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：郝矿荣2003.3.1摘要／机器人是人类21世纪最伟大的发明之一。Eh于其卓越的性能，机器人被广泛应用于社会生产活动中，对人类生活产生了巨大的影响。可以预见，随着机器人技术的进步，机器人将在人类生活中发挥更加重要的作用。在我国开发成本低和技术更加先进的机器人将成为科技人员的追求。在Windows环境下运行的OpenGL工具能够比较真实的虚拟机器人现实，这个工具的应用将大幅度降低机器人研制成本，这也正是本

2、课题选题的意义所在．机器人运动学是机器人动力学、机器人控制和规划的基础，在机器人研究中占有重要的地位。因此，寻求简单而有效的方法来研究机器人的运动学，具有重要的意义文一∥～一1，本文简要介绍了国内外工业机器人发展状况，计算机仿真系统的原理、优点及其步骤，阐明了用计算机仿真系统进行工业机器人研究的意义。课题在学习和吸收RVl2L6R焊接机器人的基础上，建立了该机器人的数学模型，并进行了运动学原理分析。用OpenGL图形库建立了机器人运动学的仿真模型，并用Visualc++开发了实时控制平台。对建立的上述机器人数学模型在计算机上进

3、行了仿真。仿真的结果与机器人理论值完全符合，证明本文提出的方法为RVl2L6R机器人建立的数学模型的正确性。同时，也进一步证明了，运用这一方法在机器人设计过程中能够及时发现问题、解决问题；OpenGL环境下的机器人图形仿真，可以在没有真实机器人的情况下，进行性能测试，缩短了机器人的研制周期，降低了研制成本，在机器人研究制造领域有现实意义。关键词：工业机器令运动学分析，三维建弓openGL，动态仿真}IVAbstractRobotisoneofthemostgloriousinventionsofhumanbeingsin20c

4、entury．Foritssuperexcellentperformances，robotiswidelyusedtoindustrialproductions，andbringsaboutagreateconomicbenefit．Itispredictedthatwimthedevelopmentofrobotictechnology,robotwillplayamoreimportantroleinthehumanlife．Atthesametime，developingmoreeconomicalandmoreadva

5、ncedrobotswillbethepursuitofscientistsinChina．TheOpenGLtechnologyinWindowsenvironmentgivesUSaveryperformancetooltoreducethecostinrobotdesigns．Kinematicsofrobothasbasalstatusinrobotics．Itisthebaseofdynamicanalysis，controlandpathplanning．Itisverysignificanttoseeksomes

6、impleandeffectivemethodstosimplifytherobotkinematicanalysis．Thethesisintroducesthepresentstatusofindustrialrobot，theprinciplebenefits，stepsandthemeaningofcomputersimulationsysteminthedomainofindustrialrobotresearch．HavingstudiedandabsorbedtheprincipleofRVl2L6Rweldin

7、grobot，WeestablisheditskinematicmodelandemulationalmodelwithOpenGLandVisualC++．Wehavetestedtherobotkinematicpropertiesanddevelopedtrajectoryplanningbasedonthemodels．Theresultisconcludedthattheestablishedmodelsarecorrect．itdemonstratesfurtherthatusingthismethodindesi

8、gningprocessofrobothiddentroublesCanbediggedoutandsolvedintime．WiththehelpofgraphicsimulationbasedonOpenOL，Robotperformancecallbetestedwit