工业码垛机器人运动学仿真.pdf

《工业码垛机器人运动学仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第3期计算机仿真2013年3月文章编号：1006～9348(2013)03—0303—04工业码垛机器人运动学仿真孙祥溪，罗庆生，苏晓东(北京理工大学机电学院，北京100081)摘要：码垛机器入的运动学分析是实现码垛控制的前提和基础。针对码垛机器人的结构特点，运用空间几何方法对码垛机器人的运动学特性进行理论分析，建立驱动关节与末端执行器的映射关系。利用INVENTOR和ADAMS软件建立了码垛机器人参数化虚拟样机模型，进行运动学仿真。同时，对码垛机器人码垛轨迹仿真优化。实验结果证明，新型工业码垛机器人具有良好的运动学特

2、性，符合现代码垛作业的要求。新提出的机器人仿真分析方法，对进一步提高码垛机器人技术的设计水平，具有促进和借鉴作用。关键词：码垛机器人；虚拟样机；运动学仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：BKinematicsSimulationofIndustrialPalletizingRobotSUNXiang—xi，LU0Qing-sheng，SUXiao-dong(SchoolofMechatronicalEngineering，BeringInstituteofTechnology，Beijing100081，China)AB

3、STRACT：Kinematicssimulationofthepalletizingrobotisthepremiseandthebaseofrobotcontr01．Accordingtothestructuralfeaturesofthepalletizingrobot，thekinematicssimulationofthepalletizingrobotwasdonebyspacege—ometricmethodandthemappingrelationbetweendrivejointspaceandendeffe

4、ctorwasfounded．Thevirtualproto·typeofthepalletizingrobotwasestablishedbyINVENTORandADAMSsoftwareandthekinematicscharacteristicoftherobotwassimulated．Theexperimentalresultsprovethatthenewkindofpalletizingrobothasagoodkinematicscharacteristic，whichmeetsthepalletizingr

5、equest．Therobotsimulationanalysismethodexploredinthispaperpro—motestheresearchofpalletizingrobot．KEYWORDS：Palletizingrobot；Virtualprototype；Kinematicssimulation1引言随着科学技术的发展，工业码垛机器人在物流自动化领域应用越来越广泛。在码垛机器人设计、研制过程中，传统的设计方法存在成本高、周期长、效率低等缺点。为提高码垛机器人的设计效率，可以运用虚拟样机技术对码垛机器人进

6、行仿真分析。通过对机器人相关特性的仿真可以帮助研究者方便、有效地完成机器人运动学、动力学、轨迹规划、控制规律等方面的深入分析与复杂探索，从而大大降低机器人研发的难度，节省时间和成本。1：。在码垛机器人技术研究中，刘杨，芮执元等人分别对其所研究码垛机器人用D—H参数法进行了运动学推导并仿真。2。3J。但对于混联码垛机器人，传统的D—H分析方法存在运算复杂，计算量大的缺点。针对码垛轨迹规划，传统的串联机械臂以圆弧运动和高次插补运动为主，在抓取点到码放点之间需要多个插补点，计算量大。本文根据混联码垛机器收稿日期：2012—05—08

7、修回日期：2012—07—02人的结构特点，运用空间几何方法对工业码垛机器人运动学建模，提出四空间点码垛的优化方案，并建立码垛机器人参数化虚拟样机模型，通过设计仿真分析实验对码垛机器人进行运动学和码垛轨迹仿真，进一步验证码垛机器人理论分析的正确性。2工业码垛机器人运动学建模2．1工业码垛机器人结构特点如图1所示为码垛机器人传动结构图。工业码垛机器人是一种混联机器人，共有四个自由度，包括机械臂绕基座的转动、抓手的水平和竖直运动，以及抓手绕机械臂执行端部的转动。四个自由度分别靠四个伺服电机驱动。工业码垛机器人的核心机构是基于平衡吊

8、原理的平行四连杆机构，如图2所示。该机构各个连杆之间的长度存在严格的比例关系，即BC／BF=AC／EF=入。其中B(B0)，E(E0)分别表示四连杆机构的竖直和水平滑块位置。虚线表示四连杆机构初始位置，实线表示竖直滑块向上移动距离Y之后的位置。设此时连．．．——303．．．—