1. 研究目的与意义
采用模块化结构设计,进行sda20d机器人机构建模和运动学仿真的设计。
毕业设计的具体目的:
1、通过这次设计,把大学所学的专业知识资源整合,运用有关知识解决实际问题;
2. 国内外研究现状分析
机器人运动仿真的研究工作始于70年代末。早期的系统有ipa程序,英国nottingham大学的sammie软件包闭。sammie软件包用线框来表示机器人模型,机器人可按点点或连续轨迹的方式运动。到80年代,人们开始在功能强大的大型计算机上建立机器人实体模型,用通真的三维图形来模拟机器人的运动。
机器人仿真是机器人学中一个十分活跃的研究方向,它是利用计算机图形学的方法模拟真实机器人的运作过程,并将形象地显示出来。通过这种在虚拟环境下模拟机器人的运动,可以确定机器人与环境的关系,检查杆件之间的干涉和碰撞,规划机器人的运动路径,判断机器人作业的可行性,减少实际运行过程中的意外事故。所以,机器人仿真是机器人设计、制造过程中的重要环节。它涉及机器人动力学仿真、机器人运动学仿真、机器人控制仿真和机器人作业仿真等诸多内容。而机器人运动学仿真又不同于动力学仿真,由于动力学仿真是忽略了许多次要因素并通过线性化而得到的近似模型,因此仿真结果与真实情况可能有较大差距;但运动学仿真结果完全是真实可靠的,这是由运动学正、逆问题公式的准确与可靠保证的。
目前,机器人仿真系统正朝着通用化、完整化、交互式计算机图形化、智能化和商业化的方向发展。但其价格昂贵,操作复杂,只能在sgi图形工作站,unix系统下运行。这些原因使得该软件不利于在国内的中小企业推广应用。本系统的目的就是提供一种操作简单、可满足基本仿真功能、低成本、具有实用价值的机器人运动仿真平台。
3. 研究的基本内容与计划
需研究的内容有:
a.机器人及环境图形建模模块。采用autocad和autolisp相结合,生成机器人及环境模型。
b.机器人指令模块。该模块是用户与仿真系统的接口,包括指令编辑和指令解释2个子模块。
4. 研究创新点
1.借助autocad和mathcad平台,建立sda20d双臂机器人的数学模型和几何模型,利用autolisp语言为工具开发sda20d双臂机器人运动仿真程序。
2.sda20d机器人具有15轴,拥有相当高的灵活度,便于操作各种麻烦的步骤;
3.sda20d机器人机构建模和运动学仿真的研究,使其在以后实际运用中操作简单、可满足基本仿真功能、低成本、具有实用价值,不但可以缩短设计周期、降低生产成本,而且可以使产品性能更加科学和合理;
