基于OpenGL的工业机器人动力学仿真的研究.

14 《机床与液压》20041No17

基于OpenGL的工业机器人动力学仿真的研究Ξ

翟雪琴1,郝矿荣2,3,曹自洋1

(11郑州工程学院机电工程系,河南郑州450052;21东华大学信息学院,上海201103;

31中科院上海生命科学信息中心,上海200031)

摘要:本文利用OpenGL开发环境,与VisualC++相结合,建立六自由度工业机器人三维模型;在此基础上开发了机器人的运动学及动力学仿真系统,实现了实时动态仿真。并给出了六自由度机器人的动力学仿真应用实例。

关键词:OpenGL;机器人三维模型;动态仿真中图分类号:TH242　　文献标识码:A　　文章编号:1001-3881(2004)7-014-3

AnimatedSimulationforRobotBasedonOpenGL

ZHAIXue2qin1,HAOKuang2rong2,3,CAOZi2yang1

(11TheMechanicalandElectricalEngineeringDepartment,ZhengzhouInstituteof

Technology,Zhengzhou450052,China;21CollegeofInformationScience&Technology,DonghuaUniversity,Shanghai200051,China;31ShanghaiInformationCenterforLifeSciences

ofChineseAcademyofSciences,Shanghai200031,China)

Abstract:Athreedimensionalmodelfor6RrobotwasestablishedbasedL.simulationsystemwasdeveloped.Thereal-timeanimatedsimulationof6Rrobotwasrealized.thatandeffec2tive.

Keywords:OpenGL;Athreerobot;　　,,的手段,模拟机器人的动态特性,揭示机构的合理的运动方案和算法,从而解决在机器人设计、制造和运行过程中的问题,避免了直接操作实体可能造成的事故和不必要的损失,成为实用化离线编程技术的重要部分。

由于OpenGL良好的可移植性,特别是与VisualC++面向对象编程软件结合,利用MFC类库作为OpenGL与Windows的接口,编译出动态连接库,加强了其它应用程序调用的能力。开发出不但具有立体感强的三维效果,而且能够提供良好的交互式功能的图形软件,使图形的效果得到直接控制。随着微机性能的提高,OpenGL在微机平台上广泛应用,这更加快了开发高效、低成本的图形软件的进程。所以在机器人的动态仿真中,OpenGL有着广泛的应用前景。1　机器人三维模型的建立111　设置OpenGL工作场景

要绘制图形,工作场景的设置是必不可少的,建立图形绘制界面中极小化OpenGL是基本的一步。

极小化OpenGL:

(1)设置像素格式。填充PIXELFORMATDE2SCRIPTOR结构。用SetPixelFormat函数设置像素格式。

(2)创建着色描述表。一个OpenGL应用程序必须有一个着色描述表(RC),而且在应用OpenGL绘,因此在这一步应创建着色描

述表。

(3)建立视点、视景体及透视模式。要将OpenGL应用程序中的三维图形显示在计算机屏幕上,必须引入透视技术,这样才能使三维图形看起具有真实感。

(4)包含头文件和函数库文件。在所建工程的View头文件的首部添加头文件:

#include“gl\gl1h”#include“gl\glu1h”

另外还要作如下设置:在主菜单中选择“工程\设置”,然后在设置中选“link”选项,在其“对象\库模块”对应的编辑框中加入:OpenGL321libglu321lib两个文件,以访问动态链接库函数OpenGL321DLL。到此,OpenGL的极小化工作就完成了,也即是工作场景设置完毕。112　建立机器人三维模型

设置完工作场景之后,下面就可利用OpenGL的库函数来绘制三维模型。由于机器人结构复杂,因此在绘制时,将其分解成许多小的模块,然后再将这些模块集成,组成机器人模型。

OpenGL提供了点、线、多边形的绘制机制。OpenGL利用这些基本的操作和适当的变换来绘制一个相对复杂的图形。通过glBegin()与glEnd()函数配对来完成。在集成小模块构成整个机器人时,涉及到各个模块间的位置关系和运动关系。这可以通过

Ξ本课题得到国家教育部留学回国基金和河南省青年教师基金支持