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    4、夹持动作的力学分析
    当机械手臂接触到圆柱体表面两侧时,可以进行夹持动作。当操作者输入微小的夹持位移量后,系统可以根据内置的力学模型,进行初步的计算。
    5、动画显示制作
    在该模块内,通过C++函数和OpenGL语言制作显示出草地地形,将构建的抓取机械臂移动到合适位置,设定一些功能键来控制视角情况。
    6、交互界面设计
    为了更好地体现人机交互的特点,分别建立机械臂三文坐标的信息显示窗口、正向运动的控制窗口、进行夹持动作的窗口和动画演示窗口。
     
    2  系统总体设计
    在本机械臂抓取圆柱体系统设计中,初步将其分为显示和控制两个模块,建立如图2.1所示模块功能图。
     
    图2.1  系统模块设计
    其中显示模块,主要包括建立机械臂SolidWorks模型,并将其导入至动画显示窗口,以及结合视角特点,建立和绘制虚拟场景。
    而在控制模块中,主要针对抓取机械臂进行运动控制。在对窗口模块进行功能划分后,添加相应功能键按钮,并且在程序内部,给按钮添加动作事件,进行正向和逆向运动学分析,然后在其显示窗口,及时更新坐标信息,直观显示当前操作的结果。
    2.1  显示模块
    显示模块设计,用于机械臂的动画展示,结构如图2.2所示。
     图2.2  显示模块流程图
    在显示模块功能设计中,主要包括在SolidWorks软件中建立各部件三文模型,通过Deep Exploration进行格式转换。然后在C++程序文件中,添加和读取转换文件,实现机械臂的构建。而虚拟场景的建立则依赖与C++和OpenGL语言的使用,通过拟合函数,建立地形框架,添加纹理,复现草地地形。添加光照因素,使纹理更加逼真,效果更加清晰。
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