基于ADAMS的搬运机器人运动学分析与动态仿真.pdf

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1、机械工程师MECHANlCALENG}NEER基于ADAMS的搬运机器人运动学分析与动态仿真王建伟。薛芳喜山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590)摘要：针对棉纺车间棉筒的搬运问题，运用SolidWorks软件设计了搬运机器人的3D模型。采用D—H法建立机器人的运动学方程，进而对运动学的正问题和逆问题进行求解。最后以ADAMS作为仿真工具，从理论上分析机器人运动，验证墨机器人设计的可行性，为机器人实现棉筒搬运问题提供了依据。通过理论计算值与仿真结果进行对比分析，结果表明该机器人末端执行器在竖直方向运行平稳，进而为后

2、续设计打下基础。关键词：运动学分析；SolidWorks：ADAMS：动态仿真中图分类号：TH113文献标志码：A文章编号：1002—2333(2016)03—0026—03KinematicAnalysisandDynamicSimulationofElectroServoRobotBasedonADAMSWANGJianwei．XUEFangxi(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qing

3、dao266590，China)Abstract：Accordingtothehandlingproblemofcottoncylinderincottonspinningworkshop．3DmodelofhandingrobotisbuiltusingSolidWorkssoftware．D—Hmethodisadoptedtoestablishtherobotkinematicsequation．bywhichtheforwardproblemandinverseproblemareallsolved．Finally，

4、theoreticalanalysisisconductedonmovementofrobotbyusingsimulationtoolofADAMS．andthefeasibilityofdesignfortherobotisverified．whichwillprovidereferentialbasisfortransferringcottoncylinderwithrobot．Comparisonbetweentheresultsoftheoreticalcalculationandsimulationanalysi

5、sshowsthattherobothasstabilityintheverticaldirection，whichlaysthefoundationforsubsequentdesign．Keywords：kinematicsanalysis；SolidWorks；ADAMS；dynamicsimulation0引言由于科学技术的飞速发展，机器人已经越来越多地深入到我们的生活中。它从总体上涉及了机械设计、电子信息工程、自动化控制工程【11等多个学科。重要的是它反映了人工智能等多种学科的最新研究成果，所以研究机器人有着非常重

6、要的意义。随着现代社会自动化水平的提高，人们对机器人的要求也越来越高，本文介绍的机器人主要用于解决工业自动化中的搬运问题。由于该机器人结构比较复杂，所以对其动力学分析要比一般的机构困难。因此，快速并准确分析机器人的运动显得非常重要。ADAMS仿真分析软件闭为机器人的研究及设计提供了一种高效便捷的方法，研究资料表明ADAMS软件可以直观、便捷、正确地分析机构的运动学特性。ADAMS仿真分析是研究机器人运动的重要的组成部分，它可以提高对机器人的研究水平。它采用了交互式的图形环境和零件库，创建了参数化的几何模型【3】。它能对机器人

7、系统的静力学、运动学、动力学进行优化设计，输出构件的位移、速度及加速度曲线，最终验证理论推导的正确性。1机器人的结构及参数设计通过运用SolidWorks软件对构造机器人进行实体建模，按照1：1的比例画它的三维图，它能够真实地反映实体的性能参数。该机器人由以下三部分组成，如图l所示，分别为底座、大臂及小臂。机器人共有4个自由度，分别是机身本体的旋转，大臂和小臂的俯仰运动及腕部转动。末端执行器的位置通过控制机器人的腰部、大臂及小臂的运动来实现，而姿态则通过控制机器人的腰部和手腕的关节运动来实现。本文所设计的机器人中有两图1机器

8、人三维实体模型个平行四边形机l一构，该机构可以使腕部保持始终垂直于地面的状态，重要的是它减少了一个关节的控制，进而降低了控制的难度。2机器人运动学求解2．J机器人运动学方程正解的问题所谓机器人运动学的正解问题就是已知各杆的关节变量和结构参数【4

9、，求解它末端执行器的空间位姿。机器人的运动学