大載荷并聯(lián)機(jī)器人監(jiān)控平臺(tái)研究.pdf

1、大載荷并聯(lián)機(jī)器人已經(jīng)在空間對(duì)接機(jī)構(gòu)、高速運(yùn)動(dòng)模擬器等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。大載荷并聯(lián)機(jī)器人往往工作在環(huán)境惡劣，肉眼不易觀察的地方，且動(dòng)平臺(tái)具有六個(gè)自由度，運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的位姿檢測(cè)。針對(duì)這些問題，本課題研究了一種具有高精度位姿檢測(cè)與虛擬同步運(yùn)動(dòng)功能并聯(lián)機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)，主要完成以下工作：
　　 (1)提出了基于立體視覺和位置正解相結(jié)合的精確位姿檢測(cè)方法。首先安裝并聯(lián)機(jī)器人立體視覺檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)得到粗略的位姿參數(shù)，以確定位置正

2、解的空間范圍。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正解雖然有多個(gè)，但是在限定空間內(nèi)，其正解具有唯一性。依照立體視覺的檢測(cè)結(jié)果和傳感器測(cè)出的支鏈長度，用位置正解算法，得到機(jī)器人的精確位姿。該方法繼承了立體視覺位姿檢測(cè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多自由度運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，又提高了檢測(cè)精度。
　　 (2)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上建立虛擬機(jī)器人。以VC++和Open Inventor為開發(fā)平臺(tái)，先用專業(yè)三維建模軟件PRO/E構(gòu)建了并聯(lián)機(jī)器人的三維模型，再將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入開發(fā)平臺(tái)中，最

3、后搭建虛擬機(jī)器人的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫。該方法比傳統(tǒng)的用OpenGL的方法建模速度快，適合于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)。
　　 (3)研究了利用Open Inventor進(jìn)行虛擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)制。在虛擬機(jī)器入場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫的根節(jié)點(diǎn)下設(shè)置一個(gè)myCommunication類節(jié)點(diǎn)，用它來實(shí)時(shí)地接收最新的位姿信息；在虛擬機(jī)器人的形體節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的屬性節(jié)點(diǎn)下增加一個(gè)平動(dòng)屬性節(jié)點(diǎn)、三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)屬性節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行多自由度虛擬運(yùn)動(dòng)的控制。傳感器類是OpenInvento

4、r的一個(gè)組件，它能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的變化。myCommunication的參數(shù)變化被傳感器檢測(cè)后，傳感器調(diào)用自定義函數(shù)來設(shè)置相應(yīng)的平動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過SoGLRenderAction類渲染就實(shí)現(xiàn)了幾乎同步的運(yùn)動(dòng)。
　　 (4)研究了基于網(wǎng)絡(luò)延遲對(duì)數(shù)正態(tài)分布的概率時(shí)鐘同步算法和基于WinSock的系統(tǒng)通信方法，用以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中不同PC間的時(shí)鐘同步與通信。
　　 (5)設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)的框架架構(gòu)，并進(jìn)行了精確位姿檢測(cè)和虛擬