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基于OpenGL的虚拟机器人及零件库系统研究

作　者: 李静
导　师: 杜世培
学　校: 贵州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 工业机器人 OpenGL 数据库 MFC 虚拟装配
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

虚拟现实技术是利用计算机生成一种高逼真的模拟环境,并可通过多种传感器接口,使用户“沉浸”到此环境中,从而实现用户与该虚拟环境之间的交互。目前,虚拟现实技术己广泛应用到各个领域。在工业生产领域中,工业机器人已得到了广泛应用。借助计算机辅助设计(CAD)强大的三维机械建模功能,建立六自由度机器人的三维模型。在MFC平台上利用OpenGL接口技术实现对机器人零部件的显示和缩放等功能,结合数据库管理系统开发一个虚拟装配系统。本文通过三维建模和数据库结合,研究了基于OpenGL的六自由度机器人及零件库系统。此系统提供了友好的用户界面,方便用户操作。主要的研究成果有以下几点:(1)研究了工业机器人的机械结构以及运动学方程等问题,确定本系统所采用的六自由度工业机器人模型。(2)利用数据库管理系统搭建虚拟零件库和虚拟装配系统,结合机械装配有关方面的专业知识,可实现对数据库中的零部件进行快速装配。(3)将VC++和OpenGL有效的结合,可动画显示装配完成后的机器人模型。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-15
  1.1 虚拟现实技术概述  7-10
    1.1.1 虚拟现实技术的特征和系统分类  7-8
    1.1.2 虚拟现实技术的发展  8-9
    1.1.3 虚拟现实技术的应用  9-10
  1.2 国内外工业机器人发展现状  10-12
  1.3 OpenGL概述  12
  1.4 基于QpenGL虚拟机器人及零件库系统研究的意义  12-13
  1.5 论文主要章节安排  13-15
第二章六自由度机器人的数学建模分析  15-29
  2.1 机器人的机械结构  15-19
    2.1.1 机器人的主要技术参数  15-17
    2.1.2 机器人机械结构的组成及其运动  17-18
    2.1.3 本系统拟采用的机器人结构  18-19
  2.2 机器人运动学分析  19-26
    2.2.1 机器人运动学的一般表示方法  19-20
    2.2.2 机器人正运动学问题(forward kinematics)  20-23
    2.2.3 机器人逆运动学问题(afterward kinematics)  23-26
  2.3 机器人动力学概述  26
  2.4 轨迹分析概述  26-27
  2.5 六自由度机器人初步设计  27-29
第三章基于OpenGL的系统实现方法研究  29-36
  3.1 系统实现方法概述  29
  3.2 OpenGL技术  29-33
    3.2.1 OpenGL的绘制原理  30-31
    3.2.2 OpenGL的计算机图形学问题  31-33
  3.3 AutoCAD建模  33-35
  3.4 数据库及接口选择  35-36
第四章软件系统研究  36-50
  4.1 系统总体框架  36-37
  4.2 STLViewer模块框架  37-45
    4.2.1 STLViewer的动态链接库介绍  38-39
    4.2.2 CAD图形工具动态链接库应用  39-42
    4.2.3 CAD几何内核动态链接库应用  42-45
  4.3 虚拟零件库设计  45-50
第五章基于零件库的虚拟装配设计  50-65
  5.1 虚拟装配总体框架  50-51
  5.2 虚拟零件库的建立  51-52
  5.3 装配信息的层次表达  52-57
    5.3.1 装配关系的具体分类  53-54
    5.3.2 装配体特征的约束关系  54-56
    5.3.3 创建装配信息集  56-57
  5.4 虚拟装配框架的具体实现  57-59
  5.5 虚拟装配系统中的类  59-61
  5.6 实验过程  61-65
第六章总结与展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录  70-71

基于OpenGL的虚拟机器人及零件库系统研究

内容摘要

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