[发明专利]基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法

权利要求书

1.一种基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在三维建模环境下，构建机器人各关节及激光位移传感器的实体模型；

2)将构建好的模型以STL文件格式输出以获取各实体表面ASCII格式的数据模型；

3)对叶片实体进行剖切、曲线分割以及插值处理以获取叶片检测特征点的三维坐标；

4)在MATLAB环境下，提取STL文件的数据信息，实现三维实体模型由三维软件向MATLAB的转换；

5)根据机器人的D-H坐标系及正运动学，完成机器人的装配及叶片检测仿真平台的搭建；

6)加载叶片特征点的三维坐标，进行曲线拟合、法向偏移以及坐标转换的数据处理以实现特征点的三维坐标向激光位移传感器坐标系的转换；

7)将转换后的点的位姿利用机器人逆运动学求解出机器人各关节的值，对相邻两点的各关节值以圆弧插补的方式进行插值；

8)实现机器人沿着叶片特征点的法线方向以一定的偏距进行检测仿真。

2.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤1)中，设置机器人的D-H坐标系及连杆参数；在装配环境下参照D-H坐标系创建各零件的参考坐标系并完成装配。

3.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤2)中的数据模型依次以每一个零件的参考坐标系为参照。

4.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤3)中用平面对叶片实体模型的某一个检测高度进行剖切并得到该高度上叶片截面的轮廓曲线。

5.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤5)中，在MATLAB坐标系下，依据机器人正运动学方程，将各实体表面的三角形片面信息按照实体参考坐标系在机器人D-H坐标系中的位置进行旋转平移变换，实现机器人在MATLAB环境下的实体装配。

6.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤7)中，由机器人与叶片的相对位姿，将叶片坐标系下，沿法线方向偏移后点集的坐标及姿态旋转、平移变化到机器人基坐标系下；运用机器人正运动学方程，将基坐标系下点集的坐标姿态转换到激光位移传感器的坐标系下。

7.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤7)中，依据机器人逆运动学方程，由激光位移传感器坐标系下的点集的位姿求解出机器人各关节的关节角，对相邻两检测点对应的各关节角进行圆弧插补。

8.如权利要求1所述的基于MATLAB实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法，其特征在于：所述的步骤8)中，以插补后机器人的各关节角及步长为参数，编写驱动函数，实现机器人末端的检测工具沿着检测点的法线方向，以一定的偏移距离顺序检测扫描。