本文關鍵詞：通用多關節(jié)機械臂半物理仿真平臺研究

  更多相關文章： 半物理仿真 虛擬現實 多關節(jié)機械臂 動力學模型

【摘要】：由于半物理仿真可以顯著的降低系統(tǒng)開發(fā)成本,提高開發(fā)效率,因而其應用日趨廣泛,但是目前國內已有的研究大多數都是在國外半物理仿真平臺下搭建起來的,基于此類的半物理仿真系統(tǒng)沒有自主知識產權,難以進行擴展開發(fā)。為此,本文設計了完全自主的低成本多關節(jié)機械臂半物理仿真平臺的架構,確定了各子系統(tǒng)的功能以及相互間的數據交換模型。主要完成了以下方面的工作:1)提出了自主知識產權的半物理仿真平臺的整體架構,分析了各個模塊之間的交互關系。2)以人類手臂的運動為研究對象,完成了5個自由度多關節(jié)機械臂的三維機械虛擬樣機的設計,對其進行了動力學建模與分析。最后完成了實物樣機并進行了初步的測試。3)在動力學仿真軟件中建立了多關節(jié)機械臂的動力學虛擬樣機,確定了數值求解算法,并實現了該動力學模型C代碼的輸出,進而封裝成了可以移植通用的動態(tài)鏈接庫。4)基于3D引擎,完成了半物理仿真后處理中的關鍵技術點,實現了任意動力學模型參數的連續(xù)虛擬運動展示。經過基本測試,所設計的自主知識產權半物理仿真平臺的各個關鍵技術點運行正常,為平臺的后續(xù)發(fā)展提供了較好的支撐。
【關鍵詞】：半物理仿真 虛擬現實 多關節(jié)機械臂 動力學模型
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP241
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 半物理仿真平臺發(fā)展9-11
• 1.2.1 半物理仿真架構分析9-10
• 1.2.2 半物理仿真平臺關鍵技術應用10-11
• 1.3 論文主要內容和章節(jié)安排11-13
• 1.3.1 本文主要研究內容11-12
• 1.3.2 論文章節(jié)安排12-13
• 第二章 半物理仿真的總體框架13-19
• 2.1 半物理仿真平臺的提出13-14
• 2.2 半物理仿真平臺的組成14-15
• 2.3 半物理仿真平臺交互過程15-16
• 2.4 半物理仿真平臺后處理16-17
• 2.5 人機交互模塊17-18
• 2.6 本章小結18-19
• 第三章 多關節(jié)機械臂的結構設計19-29
• 3.1 概述19-20
• 3.2 總體方案20-22
• 3.2.1 設計依據20
• 3.2.2 設計思路20-22
• 3.3 模型設計22
• 3.3.1 結構設計22
• 3.3.2 結構尺寸分析22
• 3.4 電機選擇22-25
• 3.4.1 各關節(jié)力矩估算23-24
• 3.4.2 電機型號選擇24-25
• 3.5 傳動方式選擇25-26
• 3.6 多關節(jié)機械臂的建模26-28
• 3.6.1 軟件介紹26
• 3.6.2 模型建立26-28
• 3.7 本章小結28-29
• 第四章 動力學模型的嵌入29-45
• 4.1 機械臂運動學分析29-30
• 4.2 建立虛擬樣機30-40
• 4.2.1 虛擬樣機開發(fā)30-31
• 4.2.2 受控機械臂的建立31-35
• 4.2.3 多關節(jié)機械臂整體建模35-37
• 4.2.4 仿真結果分析37-40
• 4.3 C代碼的生成與編譯40-43
• 4.3.1 C代碼生成40
• 4.3.2 C代碼編譯40-43
• 4.4 在VC++中生成DLL文件43-44
• 4.4.1 DLL概述43
• 4.4.2 VC++生成DLL類型43-44
• 4.5 本章小結44-45
• 第五章 后處理模塊虛擬現實展示45-59
• 5.1 設計思路45-46
• 5.2 后處理模塊開發(fā)46-48
• 5.2.1 后處理模塊在半物理仿真的優(yōu)勢46-47
• 5.2.2 虛擬現實開發(fā)流程47-48
• 5.3 虛擬模型建立48-52
• 5.3.1 模型導入48-50
• 5.3.2 模型父子關系調整50-51
• 5.3.3 模型關節(jié)標記及預設體制作51-52
• 5.4 運動腳本的開發(fā)52-55
• 5.5 運動狀態(tài)的顯示55-56
• 5.6 后處理模塊發(fā)布56-58
• 5.7 本章小結58-59
• 結論與展望59-61
• 參考文獻61-65
• 附錄65-72
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果72-73
• 致謝73

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 趙敏靜;王立峰;;變循環(huán)航空發(fā)動機半物理仿真研究[J];工業(yè)控制計算機;2008年09期

2 張松;郭迎清;趙涌;李輝;;進排氣調壓系統(tǒng)半物理仿真程序的設計與實現[J];計算機測量與控制;2010年02期

3 張松;郭迎清;但志宏;陳斌;;高空臺進排氣調壓系統(tǒng)半物理仿真試車臺[J];計算機仿真;2010年06期

4 林來興;;衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真實驗和多轉臺仿真方法[J];控制工程;1993年06期

5 張小慶,李興城;二級倒立擺的半物理仿真模型研究與實現[J];微計算機信息;2004年10期

6 李代金;黨建軍;趙彩科;羅凱;;水下熱動力推進系統(tǒng)半物理仿真試驗臺設計[J];機械與電子;2005年12期

7 王峰;曹喜濱;邱文勛;張世杰;孫兆偉;;小衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真驗證平臺[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2008年11期

8 葛益波;夏紹平;;地面方向控制系統(tǒng)半物理仿真研究[J];計算機測量與控制;2009年01期

9 林來興;衛(wèi)星仿真中心及主要設備——多轉臺和多執(zhí)行機半物理仿真方法[J];系統(tǒng)仿真學報;1992年01期

10 楊小平;田野;;衛(wèi)星地面試驗系統(tǒng)半物理仿真通信機制研究[J];計算機仿真;2007年03期

中國重要會議論文全文數據庫 前6條

1 程少華;崔祜濤;崔平遠;;深空探測器姿態(tài)大角度機動與穩(wěn)定控制半物理仿真研究[A];'2006系統(tǒng)仿真技術及其應用學術交流會論文集[C];2006年

2 江平;時瑞軍;武一冰;陳志豪;;航空發(fā)動機控制系統(tǒng)半物理仿真試驗器設計[A];2012航空試驗測試技術學術交流會論文集[C];2012年

3 夏紹平;葛益波;;無人機地面方向控制系統(tǒng)半物理仿真研究[A];第五屆全國流體傳動與控制學術會議暨2008年中國航空學會液壓與氣動學術會議論文集[C];2008年

4 張會生;劉永文;蘇明;翁史烈;;燃氣輪機調速系統(tǒng)半物理仿真研究[A];二○○一年中國系統(tǒng)仿真學會學術年會論文集[C];2001年

5 原勁鵬;曲溪;楊滌;;用戶星復合控制半物理仿真試驗系統(tǒng)的xPC實現[A];全國第一屆嵌入式技術聯(lián)合學術會議論文集[C];2006年

6 羅凱;黨建軍;王育才;;水下半物理仿真實驗臺背壓模擬系統(tǒng)研制[A];2010年中國造船工程學會優(yōu)秀學術論文集[C];2011年

中國博士學位論文全文數據庫 前2條

1 賈杰;航天器姿態(tài)半物理仿真原理及其試驗方法研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

2 吳海彬;基于半物理仿真的海上平臺沉浮運動研究[D];浙江大學;2002年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 張宗濤;工程機械行駛驅動系統(tǒng)半物理仿真平臺設計[D];長安大學;2009年

2 李躍躍;小型渦扇發(fā)動機燃油控制半物理仿真試驗系統(tǒng)[D];中國科學院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

3 吳繼傳;燃燃聯(lián)合動力裝置半物理仿真試驗研究[D];上海交通大學;2015年

4 周燕飛;清篩機高速走行系統(tǒng)半物理仿真平臺的研究[D];浙江大學;2016年

5 郭弘凌;基于半物理仿真的停車頂現場檢測裝置設計[D];西南交通大學;2016年

6 侯文潔;面向半物理仿真的微分代數模型求解方法研究[D];華中科技大學;2014年

7 薛鴻臻;通用多關節(jié)機械臂半物理仿真平臺研究[D];長安大學;2016年

8 劉龍;船舶綜合平臺管理系統(tǒng)半物理仿真平臺的網絡構建技術研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

9 李廣瑞;調距槳系統(tǒng)半物理仿真研究[D];中國艦船研究院;2014年

10 張壯;空間對接半物理仿真平臺研究[D];上海交通大學;2014年

，

本文編號：706209