變胞式碼垛機(jī)器人可視化虛擬仿真平臺(tái)開發(fā)研究

何思民，董奕辰，陳輝慶，王汝貴

（廣西大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，廣西 南寧 530004）

0 引言

工業(yè)機(jī)器人影響到生活的方方面面，是當(dāng)今社會(huì)不可缺少的一部分，為了設(shè)計(jì)出更好的工業(yè)機(jī)器人以及對(duì)設(shè)計(jì)出的機(jī)器人進(jìn)行改進(jìn)，虛擬仿真技術(shù)必不可少，在虛擬的環(huán)境中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究，可以節(jié)省大量的人力物力。傳統(tǒng)的可視化虛擬仿真存在的一個(gè)比較大的缺點(diǎn)是缺乏對(duì)所有種類機(jī)器人的泛用性，MATLAB 機(jī)器人工具箱只適用于D-H 法建模的機(jī)器人，ROS 機(jī)器人系統(tǒng)提供了許多開源的數(shù)據(jù)庫以及API 接口，但是其可視化虛擬仿真功能往往也是適用于D-H 法建模的機(jī)器人。造成可視化虛擬仿真軟件泛用性差的原因在于，可視化仿真展現(xiàn)機(jī)器人的三維模型是要確定機(jī)器人每一個(gè)桿件的位姿，通過D-H法建模的機(jī)器人可以很方便地逐級(jí)將各關(guān)節(jié)的兩端點(diǎn)位置以及該桿件相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)的矢量求解得到，從而唯一地確定其機(jī)器人桿件位姿，此時(shí)可視化仿真軟件再通過計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，將機(jī)器人的外形展現(xiàn)出來。而不方便使用D-H 法建模的機(jī)器人，其確定各桿件位姿的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程則需要根據(jù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

而Solid Works 軟件擁有強(qiáng)大的配合功能，通過簡(jiǎn)單的幾個(gè)配合約束，可以唯一地確定機(jī)器人各桿件的位姿，其對(duì)于所有類型的機(jī)器人，在運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方面都有良好的適應(yīng)性，但是Solid Works 的仿真功能較為薄弱，不少學(xué)者對(duì)其仿真功能進(jìn)行開發(fā)[1，2]。基于Visual Studio 編譯環(huán)境，使……