六自由度关节式教学机器人上位机控制软件的研究

摘要

本文在Windows2000平台下，利用Visual C++6.0，开发一套教学机器人控制软件，控制软件主要由主程序模块、运算模块、示教模块、程序解释模块和运动学仿真模块几大部分组成。 利用D-H方法建立教学机器人的运动学模型，进行机器人的运动学分析，包括正解运算和反解运算：推导教学机器人的轨迹控制算法。然后，完成运算模块的程序设计，在软件上实现运动学正反解算法和插补算法，实现对机器人的运动控制。 设计示教对话框程序，代替一般工业机器人的示教盒，实现示教编程和再现等普通示教盒的典型功能。此外，还开发一种类似于VAL语言的动作级模拟机器人语言，用户可以使用该机器人语言提供的语句按照语法要求编写程序控制机器人。 完成运动学仿真模块的软件设计。通过运动学仿真模块，用户可以在控制机器人之前对机器人可能出现的动作进行动画仿真，这样就可以避免直接控制机器人时出现意想不到的危险。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题来源及研究目的和意义

1.2国内外相关课题综述

1.2.1教学机器人的研究现状及分析

1.2.2机器人语言的发展及分类

1.2.3几种主要的机器人语言

1.3课题研究内容

第2章教学机器人运动控制分析

2.1教学机器人本体结构

2.2机器人运动学分析

2.2.1机器人关节连杆参数定义及运动矩阵描述

2.2.2教学机器人运动学模型和正解

2.2.3教学机器人运动学反解

2.3教学机器人轨迹控制

2.3.1机器人运动控制方式

2.3.2教学机器人的轨迹控制算法

2.4本章小结

第3章教学机器人控制软件的设计

3.1控制软件的总体设计

3.1.1操作系统和编程语言的确定

3.1.2软件设计方法的确定

3.1.3控制软件总体结构

3.2主程序模块

3.4.2示教对话框的软件实现

3.5程序解释模块

3.5.1教学机器人源程序的生成

3.5.2机器人源程序的解释执行

3.6运动学仿真模块

3.6.1 OpenGL的初始化和场景设置

3.6.2教学机器人的图形建模和动画实现

3.6.3末端极限位置的查看

3.6.4仿真模块和运算模块之间的接口

3.7控制软件与运动控制器间通讯

3.8本章小结

第4章软件系统实验及分析

4.1运动学正反解运算的检验

4.2软件开放性检测实验

4.3运动学仿真实验

4.4本章小结

结论

参考文献

附录1模拟机器人语言介绍

附录2各模块的接口类和库函数

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致谢