Title机器人运动学方程在包装纸盒折叠中的应用
Authors张琴
Affiliation北京大学
Keywords包装纸盒
三维仿真
纸盒折叠
机器人运动学
坐标变换矩阵
Issue Date2007
Citation北京大学.
Abstract包装纸盒的三维仿真是指根据包装纸盒的平面展开图数据,用软件模拟出纸盒的折叠过程和最终的三维成型效果,以供设计者检查盒型是否满足设计要求。这样可以及早地发现设计失误,同时节约打样成本。图状纸盒是一种常见的盒型,但是由于图状纸盒涉及到连动问题,即当某个折叠线的角度改变时与其在同一环路中的某些折叠线的角度也要发生变化,这类纸盒在目前包装三维仿真软件产品中解决得不好。本文把机器人运动学方程的思想运用到图状纸盒的折叠过程中,解决了图状纸盒的连动问题。 机器人运动学方程是表示机器人操作机或机械手每个杆件在空间相对于绝对坐标系或相对于机器人机座坐标系的位置及方向的方程。机器人运动学可分两类:前进和逆转。前进运动学解决的问题是机器人运用关节角度和手臂长度来判断自己在三维空间中的位置。逆转运动学解决机器人如何移动才能达到合适的姿势这一问题。从机器人运动学方程角度看就是方程的正解和逆解问题,简称为机器人运动学正问题和逆问题。 本文把机器人运动学方程的思想运用到纸盒的折叠过程中,首先选择一个面为基准面,该面的位置永远不变;然后对纸盒建立坐标系(包括面坐标系和中间坐标系),得到两个相邻盒面之间的关系矩阵,即A矩阵;基准面和任何一个盒面必定是连通的,因此通过基准面到该盒面之间的所有A矩阵相乘,可以得到每个盒面相对于基准面的坐标变换矩阵。由于图状纸盒中存在环路,基准面到环路中的任何盒面必定存在两条通路,因此可以得到两个矩阵。两个矩阵相等,则可以解出环路中其它折叠线的角度,从而解决了图状纸盒中的连动问题,这就运用了机器人运动学逆问题的思想。另外,盒面相对于基准面的坐标变换矩阵与该盒面上的结点在面坐标系中的坐标相乘可以得到结点在绝对坐标系中的坐标,这就运用了机器人运动学正问题的思想。
URIhttp://hdl.handle.net/20.500.11897/371615
Appears in Collections:学位论文

Files in This Work
There are no files associated with this item.

Web of Science®



Checked on Last Week

百度学术™



Checked on Current Time




License: See PKU IR operational policies.