遙操作虛擬工程機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)是指在人操作下完成復(fù)雜工程作業(yè)任務(wù)的一種遠(yuǎn)距離操作系統(tǒng)，它能夠幫助人類在危險(xiǎn)和極端環(huán)境下工作。但是，操作者與遠(yuǎn)端工程機(jī)器人之間的信號(hào)傳輸存在較大的時(shí)延，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性。在遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效解決時(shí)延對(duì)系統(tǒng)的影響，有助于操作者更好地掌握工作現(xiàn)場(chǎng)的信息，提高遙操作作業(yè)的工作效率。
　　 虛擬工程機(jī)器人是基于虛擬現(xiàn)實(shí)的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分，包含了多種技術(shù)，主

2、要是建模技術(shù)和碰撞檢測(cè)技術(shù)。在理論條件下，只要虛擬環(huán)境與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)環(huán)境相同，虛擬工程機(jī)器人的狀態(tài)變化可以在真實(shí)環(huán)境中顯示出來(lái)，所以建模方法的選擇格外重要，合適的建模方法不僅可以滿足模型逼真的要求，還可以降低建模難度。虛擬工程機(jī)器人與待抓物體之間的碰撞檢測(cè)的精度和效率在很大程度上影響了遙操作系統(tǒng)的沉浸感和臨場(chǎng)感，優(yōu)異的碰撞檢測(cè)算法可以最大程度地減少誤判現(xiàn)象及保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　 所以，為了提高遙操作系統(tǒng)的沉浸感、臨場(chǎng)感、實(shí)時(shí)

3、性，本文對(duì)虛擬工程機(jī)器人的建模技術(shù)以及碰撞檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究，主要工作和結(jié)論如下：
　　 1.為了提高虛擬環(huán)境真實(shí)性及降低開(kāi)發(fā)難度，針對(duì)工程機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用OpenGL函數(shù)建模和SolidWorks建模的混合建模方法對(duì)虛擬工程機(jī)器人進(jìn)行了幾何建模。
　　 2.為了滿足虛擬工程機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制要求，在分析虛擬工程機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性基礎(chǔ)上，采用D-H表示法，推導(dǎo)了虛擬工程機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，建立了各伺服液壓缸位移變化