面向微操作機器人虛擬環(huán)境研究.pdf

1、　　近年來隨著MEMS技術(shù)，生物技術(shù)的高速發(fā)展，迫切要求能夠完成微觀精細(xì)作業(yè)的裝置，微操作機器人因其具有廣闊的應(yīng)用前景而日益受到重視。因此本文在微操作研究中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)。　　本課題的研究工作在國家863計劃項目和國防基礎(chǔ)科研項目的資助下，結(jié)合微操作技術(shù)的實際需要，進(jìn)行了大量的調(diào)研和研究工作，在已有微操作機器人研究成果的基礎(chǔ)上，引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立了一套基于網(wǎng)絡(luò)的具有視覺反饋和力覺反饋功能的微操作虛擬環(huán)境系統(tǒng)，對微操作的操作過程進(jìn)

2、行預(yù)測仿真，并且監(jiān)測、控制實際的微操作，使本研究所提出的虛擬環(huán)境成為宏觀世界與微觀世界的橋梁。該系統(tǒng)完成了直徑0.2mm的微軸孔零件裝配?！　≡诒疚闹?，首先研究了微操作虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，闡述了其各個組成部分的功能。在此基礎(chǔ)上，深入分析了微操作虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)原則，提出了微操作虛擬環(huán)境系統(tǒng)的各個組成模塊，并且在基于PC平臺的硬件結(jié)構(gòu)上，運用VisualC++和CODE99軟件開發(fā)平臺，建立了微操作機器人的虛擬環(huán)境模型?！　≡敿?xì)

3、的討論了面向微操作機器人的虛擬環(huán)境的人機交互技術(shù)，包括空間鼠標(biāo)、并聯(lián)主操作手和微操作虛擬環(huán)境及其為操作機器人本體的接口的設(shè)計，對并聯(lián)主手的運動學(xué)和工作空間進(jìn)行了分析，對于難以解決的并聯(lián)主手的正解問題，給出了主操作手的位置正解數(shù)值解法和位置正解的遺傳算法?！　【W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信模塊對于連接整個微操作虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的各個組成部分是非常關(guān)鍵的。本文研究了主從機器人通過TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)通信方法，利用基于客戶端/服務(wù)器模式的socket網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通

4、信，采用多線程編程技術(shù)，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊平臺，實現(xiàn)虛擬環(huán)境與微操作系統(tǒng)的信息交互。　　在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，虛擬物體和真實物體不但要在外形上相似，還要具有真實世界中的物理特性。為了防止虛擬物體之間的互相碰撞，本文在分析了當(dāng)前流行的各種碰撞檢測算法之后，運用FDH包圍盒算法建立了虛擬環(huán)境下的圖形碰撞檢測模型?！　∫晕⑿≥S孔零件裝配為目標(biāo)，在校園局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了基于虛擬環(huán)境的遙微操作實驗平臺，并且設(shè)計了微小軸孔零件的裝配策略，完成了直