基于Adams的Delta并联分拣机械手运动仿真.pdf

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1、·16·基于Adams的Delta并联分拣机械手运动仿真曾文萱，范圣耀(无锡职业技术学院，江苏无锡214121)摘要：通过对分拣机械手的总体设计方案的分析，采用扫描法得出其工作空间，从而选择出合适的机构尺寸。在此基础上，通过运动学分析，从推导出的雅克比矩阵中得到速度、加速度的正反解表达式；并通过Ada璐验算了求解的正确性。最后对机械手速度和加速度进行分析，找出它与摆臂的摆动角速度和所加转矩的关系，从理论上为电机的选型提供依据。关键词：分拣机械手并联机构运动仿真Adams中图分类号：TP391．1文献标识码：A文章编号：10

2、02-6886(2ol2)06—00l6l一05TheKinematicSimulationofDeltaParallelHand-sortingManipulatorBaseonAdamsZENGWenxuan，FANShengyaoAbstract：Overalldesignschemeofhand—sortingmanipulatorisanalyzedinthispaper，theworkspaceisobtainedbyscanningmethod，SOastochooseappropriatemechanism

3、size．Onthebasisof，theJacobimatrixisobtmnedthroughkinematicsanalysis，SOtheforwardandinversevelocityandaccelerationareobtainedbytheJacobimatrix；atthesametime，thecorrectnessisvalidatedbyAdamssimulation．Finally，throughanalysisofthespeedandtheaccelerationofmanipulator，

4、therelationsbetweentheswingangularvelocityandaddtorqueofswingal3Tlareobtained，whichprovideabasistheoryformotorselection．Keywords：hand—sortingmanipulator；parallelmechanism；kinematicsimulation；Adams0引言在食品、医药等领域中，为了提高效率、保证质量和安全卫生，需要一种智能化机械手进行食品和药品的分拣。相对于串联机器人，并联机器人在速

5、度、精度方面具有明显优势。。本文通过对分拣机械手的总体方案的分析，采用扫描法得出其工作空间，从而选择合适的机构尺寸，通过运动学分析，得到速度、加速度的正反解表达式；并验算了求解的正确性。最后对机械手速度和加速度进行测置分析，找出它与摆臂的摆动角速度和所加转矩的关系，从理论上为电机的选型提供依据。1总体方案设计图1R一2R一2R模型在实际中，要求分拣机械手高速分拣质量轻体积小Delta并联分拣机械手结构图如图2所示，由静(上)的物品，其手部要在三维空间内沿着、y、z三个方向做纯平台、动(下)平台(即工作手)、三条并联支链(支

6、链由摆平动，且不能旋转或偏转，然后通过吸盘来吸取物品，从而臂，以及三个平行四边形支链组成)组成。三个摆臂通过完成分拣机械手的分拣工作。相邻两构件之间组成的运完全相同的支链分别连接到末端的动平台上。摆臂在电动副可以分为：转动副(R)、移动副(P)、球面副(s)以及虎机驱动下上下摆动，从而带动支链以及末端动平台，实现克铰(H)等。考虑到球面副的加工难度大，磨损很严运动。重，以及两个胡克铰在运动过程中不能实现同步，在方案同时由于机械手只具有三个移动自由度，而在分拣设计中，采用R一2R～2R方案(图1)，此方案符合三自由的过程中，

7、对物体的方位有一定的要求，针对此问题，在度平动要求，而且销易加工、并且便于拆卸。动、静平台之间设计一个伸缩杆，可以随着动平台的运动·18·从图4中叫‘以看出，给定摆动角度范围的Delta机器设下平台相对匕平台在方向转角为零，则式(6)为：手：【作卒问是一个上下锥体组成的空间。水平范围是一rF(~OSO／+]400～400，竖直范围是一700～一270，并且中间无空洞出现，而所需工作空问完全在可达工作空间范围内。c=c+。l：in+j‘7)根据以上分析，最终确定设计尺寸为：静平台半径再由(6c)·blc=12，得：=1501

8、11121，动平台半径r=60rain，摇臂长度f=200nlnl，(—)+(y—Y)+(z一)：(8)四边形长杆长度=500mm，四边形机构短杆长度d=150Fx=(Fo—r)eoso~+Zlsin0eoso／式中：{y：(ro—r)sin~+Iisin0sinc~3运动学分析Lz：一Zlcos0式(