六自由度机械手三维可视化仿真研究.pdf

《六自由度机械手三维可视化仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第02期计算机仿真2015年02月文章编号：1006—9348(2015)02—0374—04上白／＼目由度机械手三维可视化仿真研究张智，邹盛涛，李佳桐，李超(哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对Reniovo型六自由度机械手的特定构型，分析了机械手的基本结构，用D—H方法建立了其运动学模型，并推导了基于解析法的机械手正、逆运动学求解方法，针对运动学逆解，推导了基于多解自动寻优的方法，提高了机械手的可行工作空间和避碰能力，最终在运动学求解基础上设计了机械手的运动轨迹规划算法。此外，利用3dsMax进行机械手三维建模，

2、并利用OpenGl技术实现机械手三维运动显示，以三维可视化仿真的方式对机械手的逆解及轨迹规划算法进行了仿真验证，仿真结果显示仿真机械手可以准确执行预期轨迹并达到预定的位姿，证明了上述的仿真方法对于研究机械手工作原理、工作空间及进行碰撞检测都具有参考意义。关键词：机械手；可视化仿真；运动学模型；轨迹规划中图分类号：TP391．9文献标识码：BThree——DimensionalVisualSimulationResearchonSixDegreesofFreedomManipulatorZHANGZhi，ZOUSheng—tao，LIJiat

3、ong，LIChao(HarbinEngineeringUniversity，HarbinHeilongjiang150001，China)ABSTRACT：ArmingatspecifictypeconfigurationoftheReniovomanipulatorwithasix—degree—freedom，thebas‘iestructureofthemanipulatorwasanalyzed，akinematicsmodelofthemanipulatorwasestablishedbyD—Hmeth-od，theforwar

4、dandinversekinematicsmodelswerederivated．Fortheinversekinematics，automaticoptimizationmethodswerederivedbasedonthemultiplesolutions，whichimprovedthepracticalworkspaeeandrobotcollisiona-voidancecapability，andultimatelytrajectoryplanningalgorithmWasdesignedonthebasisofthekin

5、ematics．Be-sides，weused3DSMaxtodesignthethree—dimensionalmodel，usedOpenGltorealizethethree—dimensionaldis-playofthemanipulator，andverifiedtheinversesolutionandthetrajectoryplanningalgorithm．．SimulationresultsshowthattherobotCanaccuratelyperformsimulationtrajectoryandisexpe

6、ctedtoreachapredeterminedposture，whichprovesthepresentedsimulationmethodhassomereferencevalueforthestudyofworkingprinciple，workingspaceandcollisiondetectionofrobots．KEYWORDS：Manipulator；Visualsimulation；Kinematicsmodel；Pathplanning1引言机器人技术的是在人类体力、脑力等自然条件局限的情况下发展的，2l世纪将是机器人

7、研究的重要时期，工业、军事等领域迫切需要机器人在危险，复杂的外部环境中作业；在工厂里，机器人的使用减少了昂贵的人力成本和降低了危险事故的发生几率，机器人的研究具有广阔的应用前景。基金项目：国家自然科学基金资助(61104037，61304060)；中央高校基本科研业务费专项资金(HEUCF041307，HEUCFX41304)；国家科技合作专项项目(2013DFRl0030)收稿13期：2014—04—11修回日期：2014—05-27----——374．---——其中机器人三维运动仿真技术在机器人的研究与应用中发挥着重要的作用。它对于在实

8、际工作中机器人行走路径的生成、工作空间防碰撞等具有十分重要的现实意义¨1，其中运动学逆解是实现机械手连续运动仿真的重要环节，求解机械手逆解问题主要有代数法、几何法、和数值算法口1