[发明专利]高空幕墙安装机器人的三维运动仿真的方法

摘要

本发明高空幕墙安装机器人的三维运动仿真的方法，涉及建筑构件的装配设备，步骤是分析实体高空幕墙安装机器人的基本构造；对高空幕墙安装机器人进行三维建模；对高空幕墙安装机器人进行运动学分析；装配虚拟机器人；用力反馈设备实时控制该虚拟机器人运动，实现高空幕墙安装机器人三维运动仿真。本发明方法解决了现有技术中用高空幕墙安装机器人代替人工完成幕墙安装工作的遥操作系统的遥操作时延问题。

主权项

高空幕墙安装机器人的三维运动仿真的方法，其特征在于步骤如下：第一步，分析实体高空幕墙安装机器人的基本构造：分析实体高空幕墙安装机器人的基本构造，确定高空幕墙安装机器人主要零部件包括：基座、连杆ⅰ、连杆ⅱ、连杆ⅲ、连杆ⅳ、连杆ⅴ、连杆ⅵ、连杆ⅶ和连杆ⅷ的结构和尺寸；第二步，对高空幕墙安装机器人进行三维建模：采用自底向上的方式对上述实体高空幕墙安装机器人进行三维建模，依据相关零部件的结构和尺寸用solidworks建立起各零部件的三维模型，并保存为.STL文件；第三步，对高空幕墙安装机器人进行运动学分析：设置上述实体高空幕墙安装机器人的各连杆坐标系，确定各连杆的齐次坐标变换矩阵，建立高空幕墙安装机器人的正运动学方程和逆运动学方程并求出相应的正解和逆解；第四步，装配虚拟机器人：(4.1)把上述第二步建立起的各零部件的三维模型导入到3DSMax中，确立纹理坐标，设置高空幕墙安装机器人的各连杆的关节节点即转动中心点，并导出为各零部件的.3DS文件；(4.2)用OpenGL建立虚拟的工作场景；(4.3)把上述(4.1)步的各零部件的.3DS文件导入到上述(4.2)步建立好的虚拟的工作场景中；(4.4)按照各零部件之间的装配以及约束关系逐个进行组装，装配成虚拟机器人，设置高空幕墙安装机器人的初始状态，运用空间几何的三角函数关系设置高空幕墙安装机器人的各连杆转动后各关节节点的位置；第五步，用力反馈设备实时控制该虚拟机器人运动，实现高空幕墙安装机器人三维运动仿真：(5.1)配置力反馈设备；(5.2)力反馈设备实时控制高空幕墙安装机器人的机械抓手运动，机械抓手的运动带动其它各连杆转动，实现高空幕墙安装机器人的三维运动仿真。