[发明专利]基于Coin3D的协作机器人可视化仿真示教方法

说明书

本发明公开了一种基于Coin3D的协作机器人可视化仿真示教方法，采用Solid Works对协作机器人进行三维建模，通过Coin3D中的三维渲染引擎的API函数对协作机器人三维模型进行可视化仿真设定，利用Qt Creator作为中间平台对协作机器人三维模型进行加载和显示，并通过Qt Creator自带的UI界面进行人机界面的编制，通过人机界面进行人机交互并显示协作机器人的仿真模型；通过人机界面的界面控件以及外部输入设备控制三维模型运动；由人机界面生成协作机器人的运动控制程序，将示教结果在机器人本体上得到展示。本发明具有良好的跨平台特性，支持多种操作系统，可实现嵌入式平台的移植。

技术领域

本发明涉及一种机器人可视化仿真示教方法，特别涉及一种基于Coin3D的协作机器人可视化仿真示教方法。

背景技术

目前，随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统作为机器人设计和研究的工具，发挥着越来越重要的作用。机器人的运动是由关节的运动引起的，而关节的位置是由连杆长度和排列方式决定的，与连杆的具体形状并无关系。但是为了真实地仿真机器人动作，在进行三维图形显示时又必须使每个杆件尽可能与实物一致，这样才能达到仿真的目的，这一过程称为机器人的形态建模，而机器人形态建模技术正是机器人仿真系统的核心技术之一。

仿真是利用数学模型在计算机上对系统进行试验研究的过程。可视化仿真则是数学模型和科学计算可视化技术相结合的产物，一般包括两方面的内容：一是将传统数字仿真计算的结果转化为图形和图像形式；二是仿真交互界面可视化，即具有可视交互和动画展示能力，要求能够实时跟踪显示仿真计算结果。

现有的三维模型的机器人可视化仿真示教系统及方法，通用性比较差，不能满足部分机器人厂商的开放性可视化仿真示教需求。

发明内容

本发明为克服已有技术中存在的技术问题而提供一种通用性强的基于Coin3D的协作机器人可视化仿真示教方法。

本发明为克服已有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于Coin3D的协作机器人可视化仿真示教方法，采用Solid Works软件对协作机器人进行三维建模，通过Coin3D软件中的三维渲染引擎的API函数对协作机器人三维模型进行可视化仿真设定，利用Qt Creator软件作为中间平台对协作机器人三维模型进行加载和显示，并通过QtCreator软件自带的UI界面进行人机界面的编制，通过人机界面进行人机交互并显示协作机器人的仿真模型；通过人机界面的界面控件以及外部输入设备控制三维模型运动；由人机界面生成协作机器人的运动控制程序，将示教结果在机器人本体上得到展示。

进一步地，该方法包括如下步骤：

步骤一，通过SolidWorks软件建立协作机器人各个关节的三维模型，构建完成后依次导出各个关节的wrl格式文件；

步骤二，将Qt Creator软件作为中间平台，将各个关节的wrl格式文件通过Coin3D软件的API函数加载，并对关节三维模型进行渲染及参数设定，建立协作机器人的形态模型及运动学模型；

步骤三，利用Qt Creator软件自带的窗口模型和接口函数，对完成设定的三维模型进行加载和显示；

步骤四，在Qt Creator软件自带的UI界面，通过编辑控件函数设定功能控件；

步骤五，通过人机界面上的控件或者外部输入设备，操作协作机器人模型到达指定位姿或者按照指定轨迹移动，进行仿真示教；

步骤六，示教完成后，人机界面后台函数对存储的数据进行分析，去除示教过程中因采集密度小产生的冗余点，分段分析运动过程中的动作，结合协作机器人的运动指令，将协作机器人仿真模型示教过程生成的运动程序文件，保存在存储器中；

步骤七，轨迹复现；