OpenGL驱动的工业机器人运动仿真系统设计与实现

本篇硕士学位论文深入探讨了基于OpenGL的工业机器人运动仿真软件的设计与实现。随着现代工业尤其是制造业对工业机器人的广泛应用，提前通过计算机进行机器人及其工作环境的仿真已经成为提高生产效率和减少成本的有效手段。机器人仿真旨在创造一个虚拟环境，使得研究人员可以在不实际操作机器人或进入生产现场的情况下，通过计算机图形技术观察和测试机器人的运动行为和工作流程。 论文首先回顾了工业机器人和仿真技术的发展历程，强调了机器人运动学在仿真系统中的核心地位。它解释了机器人运动学中的连杆坐标系和正反向运动学概念，这些是理解机器人运动的基础。接着，作者对工业机器人的轨迹规划进行了深入研究，从五次多项式插值的基础上，扩展到包含多个途径点和抛物线过渡的更复杂路径规划，以增强仿真系统的灵活性。 在机器人安全性方面，论文特别关注空间碰撞检测，介绍了常见检测算法的同时，提出了一个快速碰撞检测算法。这个算法不仅包含了设计思路，还详细描述了其设计过程和通过模拟分析验证其有效性。快速碰撞检测对于确保机器人在工作空间内的安全运行至关重要。 最后，作者利用OpenGL这种强大的图形处理库，构建了实际的机器人运动仿真系统。OpenGL的使用使得仿真结果以逼真的三维图形展示，提供了直观的用户体验，便于研究者进行运动分析、路径优化以及性能评估。 这篇论文不仅涵盖了工业机器人运动学、轨迹规划和碰撞检测等关键技术，还展示了如何将这些理论应用于实际的软件开发，为工业机器人领域提供了实用的仿真工具。关键词包括工业机器人、OpenGL、图形建模、碰撞检测以及运动学，凸显了论文的核心内容和研究价值。