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异构多机器人系统建模与运动仿真

吴俊  
【摘要】:在工业信息化与智能化高速发展的今天,无论是在日益先进的工业生产和制造过程中,还是在对产品有高精度要求的军事工业预研项目中,相关系统的仿真都变得越来越重要,它能够接近真实场景的去评估一个项目的可行性,优化系统的过程性,简化系统的复杂性,同时也能在一定程度上去实时的为真实系统提供重要的信息反馈(如是否会发生碰撞等)。复杂仿真系统的建模可能涉及各种建模软件的综合运用,建模形成的各种文件需要统一到一个文件中,在二次开发过程有很大局限,不能动态的添加、删除模型,对此,提出了利用仿真平台的函数库、综合考虑各类建模软件的特征、开发一系列固定接口的方法来解决这一问题。课题中用到的七自由度冗余机械臂,解法是固定一个自由度,并没有充分利用一个自由度的冗余,这里通过求解逆运动学和综合运用蒙特卡罗方法,最大程度地发挥了冗余自由度的作用。之前的碰撞检测要求简捷高效,所以直接采用了仿真平台自带的碰撞矢量,而这些碰撞矢量则无法处理复杂环境或满足高精度的要求,为此,综合考虑各类包围盒理论,开发出了精度更高的碰撞检测矢量。通过建模方法的统一,使得的仿真平台能够有较大的灵活性,使得系统模型的添加等操作更加方便。通过对七自由度冗余机械臂逆运动算法的求解和改进,使得其能够转动每个自由度,完成较复杂的操作。通过自定义碰撞矢量的开发,使得在复杂环境下,针对更高精度要求的碰撞检测有了更好的选择。


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