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Qt设计仿真机器人控制器

用户6557940

发布于 2022-07-24 07:26:52

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引言

本文Jungle简单实现一个6自由度的工业机器人仿真控制器，用户可以通过界面上6个轴的滑条控制机器人的姿态。

Platform and robot model

Platform——vs2008，Qt4.8.6，Coin3D3.1.3

Robot model——KUKA KR16 robot，模型文件可以在官网上下载（https://www.kuka.com/）

UI设计

关于Robot

本文选择KUKA KR16机器人为例。查看该机器人的手册可知和示意图可得知机器人的各个杆长，各个轴的运动范围等参数。

机器人尺寸

机器人的杆长等尺寸用于确定机器人的DH参数（与机器人运动学相关）：

轴运动范围

各个轴的运动范围则需要在程序中给予限定：

UI界面的滑条使用的是Qt提供的QSlider，因此各个QSlider的最大值最小值设置如下：

  this->ui.horizontalSlider_Axis1->setRange(-185,185);
  this->ui.horizontalSlider_Axis2->setRange(-35,155);
  this->ui.horizontalSlider_Axis3->setRange(-130,154);
  this->ui.horizontalSlider_Axis4->setRange(-350,350);
  this->ui.horizontalSlider_Axis5->setRange(-130,130);
  this->ui.horizontalSlider_Axis6->setRange(-350,350);

关于实现

界面相关的实现过程如下：鼠标拖动任意一个轴的滑块滑动，对用的机器人轴转动到指定角度。这里采用的是QSlider的一个signal：valueChanged(int)，每次拖动都会发射这个信号。

在对应的槽函数里主要实现：

（1）得到此时刻6个滑块的值，让机器人各个轴转动到各自对应的角度处；

（2）每个滑块左侧的文本框里实时显示角度数。

该部分代码如下：

void Robot::initUiRobotAxis()
{
  this->ui.horizontalSlider_Axis1->setRange(-185,185);
  this->ui.horizontalSlider_Axis2->setRange(-35,155);
  this->ui.horizontalSlider_Axis3->setRange(-130,154);
  this->ui.horizontalSlider_Axis4->setRange(-350,350);
  this->ui.horizontalSlider_Axis5->setRange(-130,130);
  this->ui.horizontalSlider_Axis6->setRange(-350,350);
 
  connect(ui.horizontalSlider_Axis1,SIGNAL(valueChanged(int)),this,SLOT(setRobotPose()));
  connect(ui.horizontalSlider_Axis2,SIGNAL(valueChanged(int)),this,SLOT(setRobotPose()));
  connect(ui.horizontalSlider_Axis3,SIGNAL(valueChanged(int)),this,SLOT(setRobotPose()));
  connect(ui.horizontalSlider_Axis4,SIGNAL(valueChanged(int)),this,SLOT(setRobotPose()));
  connect(ui.horizontalSlider_Axis5,SIGNAL(valueChanged(int)),this,SLOT(setRobotPose()));
  connect(ui.horizontalSlider_Axis6,SIGNAL(valueChanged(int)),this,SLOT(setRobotPose()));
}

槽函数setRobotPose实现如下：

void Robot::setRobotPose()
{
  double input_Joint[6] = {0,0,0,0,0,0};
  input_Joint[0] = 0.01*ui.horizontalSlider_Axis1->value();
  input_Joint[1] = 0.01*ui.horizontalSlider_Axis2->value();
  input_Joint[2] = 0.01*ui.horizontalSlider_Axis3->value();
  input_Joint[3] = 0.01*ui.horizontalSlider_Axis4->value();
  input_Joint[4] = 0.01*ui.horizontalSlider_Axis5->value();
  input_Joint[5] = 0.01*ui.horizontalSlider_Axis6->value();
 
  ui.lineEdit_Axis1->setText(QString::number(input_Joint[0]));
  ui.lineEdit_Axis2->setText(QString::number(input_Joint[1]));
  ui.lineEdit_Axis3->setText(QString::number(input_Joint[2]));
  ui.lineEdit_Axis4->setText(QString::number(input_Joint[3]));
  ui.lineEdit_Axis5->setText(QString::number(input_Joint[4]));
  ui.lineEdit_Axis6->setText(QString::number(input_Joint[5]));
 
  this->setAxis(input_Joint);
}