浅谈OpenGL在机器人三维仿真的应用

介绍对运动机器人进行三维实时科学可视化仿真的过程。采用目前流行的可视化仿真软件OpenGL．它具有优秀的场景和实时处理能力，同时为克服其不能绘制复杂三维模型的缺点，还引入三维建模软件3DSMAX，先用建模软件来建立机器人的逼真模型，再将模型数据读人到OpenGL中，同时结合可视化软件编程工具VC＋＋成功实现对运动机器人的实时三维可视化仿真。     

3PRS并联机器人运动仿真的实现

建立3PRS型三足并联机器人模型,基于Borland C＋＋Builder 6软件,调用Open GL三维图形库,实现3PRS并联机器人的运动仿真,给出详细的设计步骤和运行结果。用户可以对3PRs并联机器人的结构参数进行修改,并选择滑杆的运动方式,也可以对机器人进行一系列操作。界面设计简洁实用,仿真速度可达20帧／s,机器人可平滑运动。     

多关节虚拟机器人构建与运动学实现

基于虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术构建出五自由度多关节机器人的三维模型，借助Visual C＋＋和OpenGL软件混合编程，开发出人机界面友好、交互信息丰富、实时性很强的虚拟机器人和相应的操作仿真试验平台。其中，特别对VR系统中机器人坐标系的建立和运动方程的实现进行了详细介绍，通过与NGR01型真实机器人的大量对照试验，证明本文提出的思想和算法是正确、合理、可用的。     

基于Open Inventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究

针对KUKA公司生产的KR150～2型六自由度机器人,借助UG软件对机器人进行三维实体建模。采用Denavit—Hartenberg坐标变换方法建立了机器人运动学模型,并利用0penInventor和Visual C＋＋6．0编写了运动学正解、逆解、轨迹规划的程序。最后实现了在0pen Inventor环境下机器人的运动仿真。     

一种具有三维空间自重构能力的新型模块可避障运动仿真研究

提出一种具有三维空间重构能力的新型模块化自重构机器人,根据不确定目标构型的机器人重构运动规划策略,对机器人模块及其周围环境进行描述;采用三维相对方位描述方法,建立了机器人可避障运动规则库,并结合VC＋＋与Open GL技术开发了基于可避障运动规则库的机器人仿真运动平台,验证了该方法的高效性。     

液压驱动双足机器人步态规划及动力学仿真

为实现双足机器人步行运动,提出了一种双足机器人平地行走步态规划算法并对其进行动力学仿真验证。首先利用二维倒立摆模型以及五次多项式分别对机器人质心、踝关节运动轨迹进行规划,再通过建立机器人运动状态几何模型,对运动过程中机器人腿部关节运动轨迹进行规划,得到关节角运动轨迹,借助MATLAB仿真获取机器人下肢各个关节运动曲线。然后利用动力学仿真软件Adams对虚拟样机进行仿真,实现了机器人虚拟环境下的平地稳态行走,仿真验证了步态规划算法的可行性。     

方生六足机器人控制系统的仿真技术研究

应用机械系统动力学分析仿真软件ADAMS与Matlab建立交互式仿真系统，并采用CMAC与PID复合控制法对仿生六足机器人运动控制系统进行联合仿真。仿真结果表明，该仿真方法可以有效提高控制系统及机械系统的设计效率，为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据。联合仿真的方法还为复杂机械系统的控制仿真提供了新途径。     

PowerCube模块化机器人实验系统的研究与开发

提出了PowerCube模块化机器人实验系统，开发了以WindowsSocket为基础的数据实时传输软件、OpenGL计算机仿真软件，实现了机器人、Optotrak3020和计算机仿真终端之间的网络互连和数据传输，建立了机器人闭环实时反馈系统，并对此系统进行了实验验证。     

轴承环锻压操作机器人运动学分析与动力学仿真

为实现轴承环锻压过程自动化,设计一种三自由度轴承环锻压操作机器人。首先,在SolidWorks环境下建立轴承环锻压操作机器人实体模型,根据D-H法建立该机器人连杆坐标系,进而建立机器人的运动学方程,对运动学问题进行求解;然后利用ADAMS软件对机器人进行运动学仿真,对机器人运动情况进行多方面分析,仿真结果表明,此轴承环锻压操作机器人在各方向速度、加速度波动幅度小,位移曲线无拐点,运行平稳,适用于轴承坏自动锻压生产工作,进一步验证了机器人设计的可行性;最后对机器人进行动力学仿真,仿真结果对机器人驱动关节电动机参数的选择具有指导作用。     

积木式教育机器人三维仿真平台的设计与实现

针对目前积木式教育机器人缺少仿真软件的缺点,结合现代先进制造技术及机器人仿真技术,提出了一种集机器人设计、控制程序编写、三维动态仿真为一体的机器人仿真平台。建立了仿真平台的分层框架结构,在给出机器人零件表达模型的基础上,结合关节型教育机器人装配特点,提出一种面向积木教育机器人的快速装配方法,给出了机器人动态物理仿真环境的实现方法,并建立了机器人的虚拟控制系统。最后,利用开源软件和C++编程环境对三维仿真平台进行了实现,实际应用表明该仿真平台具有很好的应用效果。     

3-RRRT并联机器人位置正解的快速解法

研究3-RRRT型并联机器人的运动学及正向求解方法.根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围,提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法,并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型.提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.     

基于工业机器人的激光三维成型堆积加工虚拟技术研究

在机器人运动学分析基础上,结合激光加工的特点并利用MATLAB的GUI(图形用户界面)功能设计出多自由度三维激光加工工业机器人虚拟仿真软件,实现3到6关节多自由度机器人的运动仿真,并通过云图给出机器人的工作空间,通过仿真完成基于工业机器人的激光成型堆积工作过程的规划,从而更好的指导现场加工,并在此基础上利用VC++实现了基于OpenGL(开放三维图形开发库)的激光三维成型堆积加工过程的仿真。     

基于Matlab的QJ-6R焊接机器人运动学分析及仿真

运用D-H方法建立了QJ-6R焊接机器人运动学方程,并讨论了其运动学问题.在Matlab环境下,绘出了机器人工作空间;用Robotics Toolbox对该机器人进行了仿真建模,并对正、逆运动学进行了实例仿真.通过仿真,分析了机器人的运动情况,得到了机器人在不同坐标空间的各种运动参数曲线和数据,验证了连杆参数设计的合理性和运动算法的正确性,为机器人动力学、控制和规划的研究提供了可靠的依据.     

自由曲面抛光机器人设计与运动学仿真

设计了一种自由曲面抛光并联机器人,对其进行了运动学分析,建立了并联机器人机构位姿逆解方程,并给出了显式解析表达。应用Solidworks2008软件完成了三维实体建模,并利用机械系统动力学分析软件ADAMS对该并联机器人机构进行了运动学仿真和分析,验证了方案的可行性。     

基于BP神经网络的机器人逆运动学新算法

以瑞典ABB公司生产的IRB140型小型工业机器人为例,对空间六自由度多关节机器人进行了运动学分析,建立了该类型机器人的运动学模型,并提出了一种基于BP神经网络改进算法的机器人逆运动学的求解方法。对IRB140型机器人的仿真研究表明,用此改进的BP神经网络算法反解机器人运动学不仅求解过程简单,学习收敛速度快,还可以避免传统反解方法中的许多棘手问题。     

基于ADAMS的新型喷涂机器人的运动学仿真

通过D_H法建立六自由度喷涂机器人运动学方程,在这个的基础上利用Matlab软件绘制出整个机器人的工作空间。同时运用ADAMS建立了喷涂机器人的虚拟样机模型,不仅直观地证明了所建立的运动学模型的正确性,更为以后的机器人动力学分析、轨迹控制奠定了基础。     

一种六自由度工业机器人运动学分析及三维可视化仿真

针对Motoman-HP20机器人的构型特点,采用D-H坐标变换法建立其运动学坐标系,将机器人分解为位置结构和姿态结构,得到以位置矢量和欧拉角表示的完备广义坐标,利用位姿分离法对机器人进行逆运动学求解,求得各个关键转角。构建了三维可视化仿真环境,验证所提出的运动学算法的正确性。该仿真环境可以直观地观察机器人各部分的运动情况。     

基于Matlab的喷涂机器人运动学分析

运用改进的D-H法求解了三个腕关节轴线相交于一点的6自由度喷涂机器人的运动学方程,得出了简化的运动学逆解的代数解。在Matlab环境中,用Robotics Toolbox对该机器人进行了仿真建模,不仅证明运动学正、逆解的正确性,还得出了机器人的工作空间,也为后续的动力学分析、轨迹控制奠定了基础。     

五自由度串联机器人运动学正反解仿真研究

介绍了基于ADAMS的5自由度串联机器人运动学正、反解仿真方法,给出了一种有效的仿真多自由度串联机器人反解的驱动函数构造方法,并用ADAMS强大的运动仿真功能、函数、测量及曲线处理功能,对5自由度机器人进行了运动学正反解仿真运行及分析。为机器人运动控制及优化设计提供参考依据。