基于LMSVirtuallab的柔性并联机器人仿真平台开发

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1、摘要柔性并联机器人系统动力学是机械动力学研究领域的重要课题，其中动力学分析是关键问题，仿真分析软件是研究柔性并联机器人的重要手段。而要完全重新开发这样的仿真软件涉及的工作量非常大，因此充分利用已有的通用软件进行二次开发是一种比较好的解决方案。国际著名的多体动力学仿真软件LMSVirtual．Labmotion可以进行剐性机器人系统仿真，但在弹性分析方面的功能不强，且没有用于分析柔性并联机器人的专业模块。利用Virtual．1ab软件对VBA的支持及其处理机械系统弹性动力学问题的优势，结合数据库技术、参数化建模原理和柔性并联机器人动力学仿真的特点，对Virtual．1ab软件进行二次开发，

2、建立柔性并联机器人动力学仿真平台，本仿真平台开发包括以下几个方面：1．仿真平台总体框架设计。仿真平台基于空间并联机器人建模要求，专注于柔性并联机器人的运动学、动力学仿真。总体设计框架基于虚拟样机思想，符合通用建模逻辑。2．建模管理数据库。利用Access数据库技术与Virtual．1ab宏语言结合记录模型数据，满足在建模过程中对模型对象的准确引用，而且可以对以前的分析任务进行更新。3．支链生成工具。针对并联机器人的多支链、对称性等常见特点开发了具有特色的支链生成工具，并可以对支链、杆件自动分组并完成在数据库支持下的管理。4．柔体中性文件生成工具。本文采用实体单元和梁单元两种方法对并联机器

3、人杆件进行模态分析，无需在进程外借助FEA软件跨平台操作。本文最后通过对比分析平面3-RRR柔性并联机器人本仿真平台和SAMCEF的求解结果；对比分析空间3-RSR柔性并联机器人柔性支链实体单元法和梁单元法的结果，从而验证了本仿真平台的可靠性。关键词柔性；并联机器人；仿真；LMSVirtual．LabAbstractABSTRACTThedynamicofflexibleparallelrobotisanimportanttopicinthefieldofmachinerydynamics，andthedynamicanalysisisthekeypoint．Simulationsoft

4、wareisagreathelpforflexibleparallelrobotresearchandpracticalapplication．Butitwilltakealotoffinancialandmanpowertodevelopthiskindofsoftwareifwedevelopanewsoflwarecompletely．Itisagoodsolutiontouseuniversalsoftwaretoimplementthesimulationsoftwareofflexiblerobot．Thefamousmulti—bodydynamicsimulationso

5、ft-ware，LMSVirtual．Labmotion，itmaybeusedforrigidrobotssimulation．butithasnofunctionofelasticanalysisandnoprofessionalmodulesfortheanalysisofflexibleparallelrobot．UsingtheVBAsupportforLMSVirtual．1abandtheadvantagesindealingwiththeissueofthemodelingandsimulationofflexibleparallelrobot，Throughthemet

6、hodbasedondatabasetechnologyandparameterizedmodelingtheoryandthecharacteristicofdynamicssimulationonflexibleparallelrobot，ittellsthecourseofdevelopingasimulationplatformondynamicanalysisbasedonVirtual．1abinordertostudythecharacteristicofdynamicsonflexibleparallelrobot．Theaspectsofplatformdevelopm

7、entasfollows：First，simulationplatformoverallframeworkdesign．Thesilnulationplatformbasedontherequirementsaboutmodelingspatialparallelrobot，focusedonkinematics，dynamicssimulationaboutflexibleparallelrobot．Theconfiguratio