仿人形机器人虚拟示教系统的研究与实现

引入虚拟现实技术对仿人形机器人进行三维虚拟示教，对于研究、改善及提高仿人形机器人的运动控制具有非常重要的意义。本文首先介绍了虚拟示教系统的结构，给出了具有七自由度机器手臂和六自由度机器腿的逆运动学计算方法，然后描述了采用三次多项式插值的空间轨迹规划方法及其在虚拟示教系统中的应用，最后将上述方法应用到仿人形机器人三维虚拟示教系统中，通过示教仿人形机器人双足步行和双手指挥交通，仿真实验结果表明了虚拟示教系统的正确性和实用性。     

仿人机器人虚拟示教系统的设计与实现

引入虚拟现实技术对仿人机器人进行三维虚拟示教,对于改善仿人机器人的运动控制算法具有非常重要的意义.文中首先提出了具有七自由度机器手臂和六自由度机器腿的逆运动学计算方法,并采用三次多项式插值的方法来进行空间轨迹规划,在此基础上设计和实现了仿人机器人三维虚拟示教系统.示教仿人机器人手足协调舞蹈的仿真实验结果证明了虚拟示教系统的正确性和实用性.     

一种基于VRML的机器人虚拟样机开发方法

为了展现抽象的数学理论形象,提出了一种使用SimMechanics CAD转换器生成基于VRML的机器人虚拟样机的方法.生成的虚拟样机具有和真实机器人一致的控制界面、相似的动力学特性、细腻的图形交互,并可以完全脱离仿真软件、建模软件和程序开发软件的支持而单独、实时运行.此开发方法直接利用机械装配图,生成包含动力学的虚拟样机,降低了虚拟样机的开发难度,满足了快速、高质量的开发要求.     

虚拟仿真技术和机器人学结合的复杂多刚体对象智能交互研究

结合虚拟仿真技术和机器人科学,研究虚拟场景中复杂多刚体对象的智能交互实现方法和软件解决方案.提出基于Solidworks、3DS Max建模阶段和EON Professional性能优化阶段的模型优化方法以及应用机器人运动学D-H(Denavit-Hartenberg)模型实现复杂多刚体对象的运动学建模;给出可行的软件解决方案,从而定义了多种软件之间相互通信的接口方式,并以虚拟施工场景中复杂多刚体对象虚拟塔吊为例,实现了虚拟塔吊的智能交互仿真.软件开发实践表明:所提出的方法、方案是可行的,达到具备良好智能特性的交互仿真,可以推广至虚拟场景的开发.     

基于OpenGL的工业化机器人仿真研究

以工业机器人仿真系统为背景,介绍了机器人的发展历程,重点描述了工业化机器人仿真开发的方法。该方法掌握较为容易,开发成本低,具有良好的可扩展性。在此基础上,文章设计并实现了基于OpenGL的工业机器人仿真系统,包括虚拟仿真环境的搭建、运动学分析和三维模型的绘制。最后,研究了OpenGL在机器人图形仿真系统中的具体应用通适代码封装使得工业机器人图形建模变得简易可行,并分析了工业机器人系统结构。探讨了该系统的运动学和逆运动学实现方法,取得了良好的效果。该仿真系统的研究方法也能够为其他场合的应用提供一定的参考价值。     

游戏杆在机器人虚拟示教系统中的应用编程

分析了北通飞行摇杆BTP-C313的接口编程原理，并将装置应用到MOTOMAN机器人虚拟示教系统中，给出了验证实例，实现了对机器人的虚拟示教等人机交互操作。     

基于UR机器人的直接示教系统研究

随着机器人技术的发展,越来越多的工业机器人被应用于工业生产的各个领域。人机互动是工业机器人发展的一个重要领域,而直接示教是人机互动的一个重要发展方向。直接示教机器人目前还是比较稀少,只有少数的机器人公司研发了直接示教系统,但是只能适用于他们自己的机器人系统,对于目前大部分机器人并不适用。为了拓宽直接示教的应用范围,对普通的机器人也能应用直接示教。大部分的机器人系统都是密闭的,不直接对用户开放,现提出了一种直接示教系统,在不涉及机器人原有系统的基础上实现直接示教,以Universal Robot为研究对象,通过一个力/力矩传感器感知操作者的示教力,数据采集卡收集到力/力矩的电压模拟信号,在上位机进行转换为力/力矩,然后进行力与位置的转换,发送到下位机实现运动,从而完成直接示教。     

基于虚拟现实技术的机器人示教方法

提出了基于虚拟现实技术的机器人示教方法，分析了虚拟示教系统的软硬件环境。特别是虚拟现实系统中的人机交互装置，在此基础上完成了针对MOTOMAN机器人虚拟示教的研究开发工作。     

基于虚拟现实的工业机器人路径跟踪控制仿真

在机器人路径仿真跟踪的仿真过程中,由于对机器人模型运动角度控制不当,时常出现路径控制仿真结果与既定路径不符的情况。为此,将虚拟现实技术应用到工业机器人路径跟踪控制仿真中。根据工业机器人动力学与运动学分析结果,在选定的虚拟现实软件中构建机器人3D运动模型以及控制环境模型。采用虚拟运动轨迹计算公式,完成机器人路径跟踪模拟控制算法的设计。通过此公式计算结果,监督机器人模型路径跟踪过程,实现对机器人运动角度的控制。至此,基于虚拟现实的工业机器人路径跟踪控制仿真方法设计完成。构建仿真实验环节,通过与其他两种方法对比可知,此方法的路径控制仿真结果与既定路径一致。综上所述,使用虚拟现实技术可有效弥补原有仿真方法的不足。     

工业机器人自动磨抛仿真控制的研究

介绍了自动磨抛工业机器人仿真控制的主要组成。采用了视觉系统控制,示教和轨迹控制的理论,实现了工业机器人和自动磨抛系统自身快速、柔性配合。提高了生产效率。