基于opengl技術(shù)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-07 08:58本頁(yè)面
【正文】 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)操作進(jìn)行了重復(fù)定位和受力測(cè)試，測(cè)試出了其性能能較好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。由于電阻應(yīng)變計(jì)同金屬物體連接組合而成的測(cè)力傳感器滿(mǎn)量程 1%/年變化屬于正常范圍，所以要求每次程序啟動(dòng)開(kāi)機(jī)的第一步必須是歸零； (2) 對(duì)于重復(fù)定位精度，在 30%50%區(qū)域內(nèi)具有較高的定位精度，原因在于機(jī)器臂 過(guò) 大的擺動(dòng)和過(guò)小的擺動(dòng)都將引起末端執(zhí)行器的位置較大變化； (3) 對(duì)于重物定位精度， 內(nèi)，定位精度有微小變化，但是超過(guò)機(jī)器臂所設(shè) 計(jì)的抓取重量時(shí)，帶負(fù)載重復(fù)定位精度將明顯變差。 2 177。 重復(fù)定位 2 177。 表 54 帶負(fù)載重復(fù)定位測(cè)試 末端執(zhí)行器狀態(tài) 間隔時(shí)間（分鐘） 誤差（ mm） 0Kg重復(fù)定位 2 177。 90%重復(fù)定 位 2 177。 70%重復(fù)定位 2 177。 50%重復(fù)定位 2 177。 30%重復(fù)定位 2 177。 表 53 不帶負(fù)載重復(fù)定位測(cè)試 末端執(zhí)行器狀態(tài) 間隔時(shí)間（分鐘） 誤差（ mm） 10%重復(fù)定位 2 177。經(jīng)過(guò)測(cè)試后，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 52。 (1) 末端執(zhí)行器 手爪握力測(cè)試 通過(guò)對(duì)末端執(zhí)行器手爪受力標(biāo)定后，在手爪上安裝一個(gè)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的認(rèn)證的20Kg 測(cè)力傳感器，經(jīng)由軟件控制手爪的握力，每次握住十分鐘后張開(kāi)爪，繼而增加握力，如此反復(fù)。 表 51 六自由度機(jī)器手臂偽碼指令表 指令名稱(chēng) 偽碼 1號(hào) 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L1B1 2號(hào) 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L2B 3號(hào) 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L3B 4號(hào) 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L4B 5號(hào) 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L5B 6號(hào) 關(guān)節(jié) 抓取 L6B 左旋或 +旋 L 左旋或 旋 R 下筆旋轉(zhuǎn) LB 當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)范圍 NS 原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍 ZS 爪抓取力度 GN 爪松開(kāi) RN 開(kāi)始 START 結(jié)束 END 延時(shí) T(n)2 等待執(zhí)行 W 跳轉(zhuǎn) JP(n)2 左右指令編寫(xiě)為在英文狀態(tài)下使用，半角； T(n)中 n表示延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短，單位為 ms； JP(n)中 n表示跳轉(zhuǎn)指令編號(hào)； 表格中所有指令為專(zhuān)用語(yǔ)言，不具備其 他任何語(yǔ)言的意義； 機(jī)器手臂性能測(cè)試與分析 性能測(cè)試 通過(guò)對(duì)末端執(zhí)行器手爪握力、手臂伸展運(yùn)動(dòng)過(guò)程中帶負(fù)載、不帶負(fù)載的重復(fù)定位進(jìn)行了測(cè)試。此時(shí)將有文本框?qū)@示“ 000 START”、“空行”、“ 001 END” ； b) 在基本運(yùn)動(dòng)中選取基本控制，如選取“ S軸旋轉(zhuǎn)”，將出現(xiàn)圖 55對(duì)話(huà)框，旋轉(zhuǎn)“左旋”、“ 060”度、中速后確定，文本控制將顯示“ 000 START”、“ 001 L1BLZS60”、“空行”、“ 002 END”； c) 如此選取其他軸的運(yùn)動(dòng)，和運(yùn)動(dòng)之間穿插上述完成后執(zhí)行下面程序指令、延時(shí)執(zhí)行以下指令等，具體指令表見(jiàn)表 51所示； (8) 點(diǎn)擊“運(yùn)行”、或“演示”按鈕。 :: U SB PO IN T 1 R ead ():: PO W E R _ IN IT _ U SB ():: U SB PO IN T 1 R ead ():: U SB PO IN T 2 R ead ():: U SB PO IN T 3 R ead ()U SB 通訊線(xiàn)程基于 O PE N G L機(jī)器人模型線(xiàn)程arm 1 _ Pos ()arm 2 _ Pos ()arm 3 _ Pos ()arm 4 _ Pos ()arm 5 _ Pos ()excut _ Pos ()手臂頂點(diǎn)計(jì)算頂點(diǎn)著色引擎三維成像銳化、晶格處理通訊事件機(jī)制底層物理硬件物理硬件顯存顯示器物理硬件機(jī)器手臂物理模型參數(shù)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型推理線(xiàn)程用戶(hù)編程文本編譯Windows message pipe用戶(hù)界面線(xiàn)程 圖 53 軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖 通過(guò)上述設(shè)計(jì)出系統(tǒng)軟件界面如圖 54所示。 從圖中可以看出，本軟件一共使用了 4 條線(xiàn)程，分別為 USB 通訊線(xiàn)程、OPEGL 三維模型線(xiàn)程、用于操作界面線(xiàn)程、推理線(xiàn)程，各個(gè)線(xiàn)程采用 Windows消息隊(duì)列的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互， USB 線(xiàn)程負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù) 后交與交與推理線(xiàn)程計(jì)算控制電壓角度，同時(shí)采集的位置信息交與 OpenGL線(xiàn)程繪制三維圖形，在用戶(hù)更改參數(shù)后，用戶(hù)界面操作線(xiàn)程將數(shù)據(jù)交與推理機(jī)制或者 USB 通訊線(xiàn)程。 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 通過(guò)上述關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)，使用 VC++設(shè)計(jì)了本控制系統(tǒng)軟件。 具體如何 利用 Windriver 開(kāi)發(fā) USB驅(qū)動(dòng)包括以下步驟 [60]： (1) 配置并安裝設(shè)備到 PC 機(jī)； (2) 運(yùn)行 Driver Wizard，配置設(shè)備資源，并完成設(shè)備測(cè)試； (3) 選擇驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，利用 Driver Wizard 產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)樣本； (4) 在相應(yīng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境中，移植驅(qū)動(dòng)樣本中的 API 函數(shù)代碼，并編寫(xiě)具體的功能代碼， 建立用戶(hù)模式的驅(qū)動(dòng)程序； (1) 動(dòng)態(tài)加載 Windriver 的內(nèi)內(nèi)核模塊； (2) 打包發(fā)布驅(qū)動(dòng)程序。如果用戶(hù)模式驅(qū)動(dòng)的性能不能滿(mǎn)足實(shí)際需要，效率不夠高，用戶(hù)可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)內(nèi)核模式的驅(qū)動(dòng)（ Kernel PlugIn）。而 API 函數(shù)實(shí)際上要通過(guò)Windrivrer 的內(nèi)核模塊才能實(shí)現(xiàn)硬件訪(fǎng)問(wèn)，其結(jié)構(gòu)框
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