机器人仿真技术是研究机器人系统及相关技术的有效手段和得力工具.虚拟现实技术(Virtual Reality)的发展,为人机交互界面的建立开创了新的领域,为机器人研究提供了新的工具.运用虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling Language),结合Java语言建立遥操作仿真系统又是机器人仿真的研究热点.该文运用虚拟现实建模语言VRML建立冗余七自由度机器人RIR(Redundant Industry Robot)的可视化仿真模型,仿真模型嵌入到由Java Applet建立的用户操作界面中.在机器人几何建模过程中,体现七个关节的嵌套关系,实现当某一个关节运动时带动以后的所有关节一起运动,并且运用Java多线程机制实现七个关节同时运动.为了使操作者通过界面控制VRML虚拟环境中的仿真机器人,需要建立两者间的接口EAI,通过Browser类的实例访问机器人模型中由DEF定义的节点,通过eventIn、eventOut事件设置和取得各个关节角的角度.运用修正的Denavit-Hartenberg方法导出RIR机器人的运动学方程,并进行正向运动学仿真研究,观察者可以从各个方向观察机器人位姿变化的全过程,动画效果好,运动平滑逼真.接下来进行轨迹规划的研究,第一步是先进行运动学逆解算,得到各个关节角度,然后采用避关节角限制指标进行优化得到最优的一组解,再利用三次多项式插值方法得到关节轨迹,进行关节空间的PTP轨迹规划.通过仿真得到关节轨迹曲线和速度曲线,由曲线的连续性可知运动平稳无冲击.该课题的关键是机器人三维立体仿真模型的建立.过去,对控制系统进行仿真,只能建立一个数学模型,仿真的结果是一堆抽象的数据.计算机技术的发展,使我们可以通过计算机建立一个逼真的三维立体模型,仿真结果可以得到直观的反映.该文建立的冗余七自由度机器人仿真实验平台,为建立基于Client-Server模式的喷涂机器人仿真系统奠定了基础,为将要进行的动力学研究、控制方法多样化研究和各种性能指标的计算与分析等提供了条件.