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基于数字孪生的混联装配机器人运动学解耦建模与虚实交互方法研究
1
作者
孟林坤①
孟林坤
+4 位作者
徐一宾
慈斌斌
魏宇康
杨小龙
王禹林
《制造技术与机床》
2025年第9期17-24,共8页
针对混联装配机器人运动学建模与虚实交互实现中的技术难题,提出了一种基于数字孪生的运动学解耦建模方法。针对混联机器人的9个关节变量但仅6个自由度的强耦合系统特性,分别构建基于几何约束的并联机构运动学模型与改进D-H(Denavit-Har...
针对混联装配机器人运动学建模与虚实交互实现中的技术难题,提出了一种基于数字孪生的运动学解耦建模方法。针对混联机器人的9个关节变量但仅6个自由度的强耦合系统特性,分别构建基于几何约束的并联机构运动学模型与改进D-H(Denavit-Hartenberg)法的串联机构模型,实现9维非线性约束方程组的降维求解;结合OpenGL几何着色器,开发无模型实时渲染算法,动态生成并联机构连杆几何形状,解决传统位姿解算的高复杂度问题。基于Qt-OpenGL构建数字孪生虚实交互平台,实现物理实体与虚拟模型的高刷新率同步映射。试验结果表明,所提出的方法使虚实位置偏差不高于0.1mm,姿态角度误差不高于0.05°,系统平均时延小于1ms,为复杂混联机构的数字孪生应用提供了新方案。
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关键词
数字孪生
混联机器人
OpenGL
运动学解耦建模
无
模
型实时渲染
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职称材料
题名
基于数字孪生的混联装配机器人运动学解耦建模与虚实交互方法研究
1
作者
孟林坤①
孟林坤
徐一宾
慈斌斌
魏宇康
杨小龙
王禹林
机构
南京理工大学机械工程学院
出处
《制造技术与机床》
2025年第9期17-24,共8页
基金
国家重点研发计划课题项目“超多孔FSY及复杂曲面HSY智能装配技术”(2022YFB3405303)。
文摘
针对混联装配机器人运动学建模与虚实交互实现中的技术难题,提出了一种基于数字孪生的运动学解耦建模方法。针对混联机器人的9个关节变量但仅6个自由度的强耦合系统特性,分别构建基于几何约束的并联机构运动学模型与改进D-H(Denavit-Hartenberg)法的串联机构模型,实现9维非线性约束方程组的降维求解;结合OpenGL几何着色器,开发无模型实时渲染算法,动态生成并联机构连杆几何形状,解决传统位姿解算的高复杂度问题。基于Qt-OpenGL构建数字孪生虚实交互平台,实现物理实体与虚拟模型的高刷新率同步映射。试验结果表明,所提出的方法使虚实位置偏差不高于0.1mm,姿态角度误差不高于0.05°,系统平均时延小于1ms,为复杂混联机构的数字孪生应用提供了新方案。
关键词
数字孪生
混联机器人
OpenGL
运动学解耦建模
无
模
型实时渲染
Keywords
digital twin
hybrid robot
OpenGL
kinematic decoupling modeling
model-free real-time rendering
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术]
TH122 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于数字孪生的混联装配机器人运动学解耦建模与虚实交互方法研究
孟林坤①
孟林坤
徐一宾
慈斌斌
魏宇康
杨小龙
王禹林
《制造技术与机床》
2025
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