1.Giới thiệu về thư viện OpenGl
OpenGL (tiếng Anh Open Graphics Library) là một tiêu chuẩn kỹ thuật đồ họa có mục đích định ra một giao diện lập trình ứng dụng đồ họa 3 chiều. OpenGL cũng có thể được dùng trong các ứng dụng đồ họa 2 chiều. Giao diện lập trình này chứa khoảng 250 hàm để vẽ các cảnh phức tạp từ những hàm đơn giản.
Tuy nhiên OpenGl không hỗ trợ :
- Các hàm nhập xuất hay thao tác trên window
- Các hàm cấp cao để xây dựng các mô hình đối tượng, thay vào đó người dùng phải tự xây dựng các thành phần hình học cơ bản (điểm, đoạn thẳng, đa giác).
Ngoài thư viện chuẩn OpenGl còn có 1 số thư viện hỗ trợ lập trình OpenGl như thư viện GLUT.
GLUT (OpenGl Utility Toolkit) là một thư viện nhằm giúp chúng ta có thể nhanh chóng tạo ra các cửa sổ cũng như quản lý các sự kiện từ bàn phím, chuột mà không phải quan tâm quá nhiều đến các hàm trực tiếp của OpenGl vì GLUT sẽ gọi các hàm này thay cho chúng ta.
GLUT không thể thay thế cho OpenGl mà chỉ là một thành phần bổ sung để lập trình dễ dàng hơn trên OpenGl.
2.Mô phỏng chuyển động của Robot
Các công cụ để xây dựng bài toán mô phỏng : - Thư viện đồ họa OpenGl
- Ngôn ngữ lập trình Visual C++ và các ứng dung của MFC - Phần mền xây dựng thiết lập phương trình
- Phần mền thiết kế 3D
Tổng quát lại ta sẽ có sơ đồ xây dựng bài toán mô phỏng như sau :
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp:
Hình 3.1 : Sơ đồ xây dựng bài toán mô phỏng
Từ đó ta có thể nó ngắn ngọn ra các bước để tạo ra một chương trình mô phỏng Robot như sau :
- Khởi tạo MFC để thực hiện quá trình mô phỏng - Khởi tạo các gói thư viện của OpenGl
- Thiết kế mô hình 3D trên Solidworks - Chuyển mô hình sang tập tin .stl
- Xây dựng các modul để đọc file .stl và các thiết lập trên Visual - Xây dựng modul đọc file quỹ đạo được chuyển đổi từ Maple - Chạy mô phỏng trên OpenGl
Ở đây chúng em sẽ không nêu lên trình tự khởi tạo cũng như các thao tác xây dựng modul trên OpenGl vì nó khá dài.
Việc xây dựng mô hình thiết lập giải phương trình động học đã được em nêu ở chương số 2.
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp:
Ta có mô hình 3D của Robot được vẽ trên Solidworks có dạng như sau :
- Đầu tiên ta vẽ các Part từng khâu 1 và ghép chúng lại với nhau trong Solidworks.
- Mô hình thiết kế đơn giản để trực quan.
Hình 3.2 : Hình ảnh các khâu của Robot
Ghép nối các thành phần với nhau trong Solidworks ta được mô hình 3D như sau :
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp:
Hình 3.3 : Mô hình 3D của Robot
Từ đó ta sẽ xuất ra các file STL để đưa vào mô phỏng. Việc vẽ mô hình 3D tốt nhất ta nên vẽ nó đúng theo các trục tọa độ ta đã thiết kế để việc đưa chỉnh sửa trong Visual dễ dàng hơn. Trong đó chúng ta phải chú ý việc khi xuất file STL .
Sau khi chúng ta Save as file Solidworks mà chúng ta vẽ, chúng ta hãy ấn vào phần Options và lựa chọn đánh dấu tích vào ô (Do not translate STL output data to positive space) để hệ tọa độ không bị lệch khi ta đưa vào Visual.
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp:
Hình 3.4: Lựa chọn xuất file STL trong Solidworks
Từ đó ta sẽ đưa vào Visual. Trong đó chúng ta sẽ chỉnh sửa các thông số để các hệ tọa độ đúng như khi chúng ta đã chọn trước. Và đưa chương trình vào để cho Robot chuyển động theo 1 quỹ đạo xác định từ trước.
Ta sử dụng thư viện MFC để chạy chương trình, từ đó ta sẽ có được môi trường làm việc của Robot như sau :
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp:
Hình 3.5 : Môi trường mô phỏng Robot
Từ đó chúng em thiết lập Robot chạy và lưu quỹ đạo trên môi trường mô phỏng đó :
Hình 3.6 : Robot vẽ đường thẳng
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp:
Hình 3.7 : Chuyển động của Robot vẽ chữ N
GVHD: PGS.Phan Bùi Khôi TH: Đinh Gia Nghiêm – Lớp: