基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的混凝土泵車臂架機器人化的研究.pdf

1、智能化、機器人化是工程機械的一個重要發(fā)展方向,也是提升企業(yè)產(chǎn)品競爭力的一個重要手段.目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多機器人化的工程機械產(chǎn)品,帶來了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益.隨著商品混凝土的大量使用,人們對混凝土泵車澆筑自動化、機器人化的需求日益增強.該文以混凝土泵車布料機構(gòu)為研究對象,采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、機器人技術(shù)、智能優(yōu)化技術(shù)、計算機仿真技術(shù)以及機電液控制技術(shù),對混凝土泵車臂架機構(gòu)自動控制進(jìn)行了深入細(xì)致的分析和研究.研究的內(nèi)容包括如下:1.三維模型的

2、讀取 幾何造型系統(tǒng)提供描述虛擬物體外形、顏色、位置等各種信息.當(dāng)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)生成虛擬視景時,需要調(diào)用和處理這些信息.2.泵車臂架運動學(xué)與動力學(xué)分析 混凝土泵車臂架是具有多冗余度的開鏈機構(gòu),這就決定了澆筑同一個澆筑點時臂架位姿具有不確定性.3.系統(tǒng)改造與設(shè)計 混凝土泵車臂架智能控制系統(tǒng)是在保持系統(tǒng)原有的手動遙控功能的基礎(chǔ)上,通過對其硬件的改造,使其具有手動/半自動/自動兩種工作方式,這三種工作方式仍然通過遙控器來觸發(fā).切換電路能夠在三種工

3、作方式之間進(jìn)行可靠的切換.4.虛擬仿真系統(tǒng) 為了驗證所設(shè)計的控制算法的優(yōu)劣,該文開發(fā)了一個虛擬仿真系統(tǒng).該仿真系統(tǒng)采用Visual C++編程,OpenGL作為圖形驅(qū)動,較真實地模擬了混凝土泵車的工作環(huán)境.在仿真系統(tǒng)中,混凝土泵車能夠自動澆筑直線、圓形和多邊形區(qū)域,還能夠回避簡單的障礙.從仿真的結(jié)果來看,幾何力矩法很好地解決了臂架機構(gòu)逆運動學(xué)問題.5.網(wǎng)絡(luò)虛擬設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實是一種基于網(wǎng)絡(luò)連接的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),它提供了一種可以共享的虛擬