基于ADAMS的三自由度运动平台运动学分析.pdf

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1、研究与分析2012年第3期(总第119期)·枕械研究与应用·基于ADAMS的三自由度运动平台运动学分析王荣扬(湖州职业技术学院机电工程分院，浙江湖州313000)摘要：针对一种三自由度运动平台，实现了复杂机械在ADAMS中的虚拟样机建模，使运动平台的整个运动过程直观化，并对建立的虚拟样机模型进行仿真。仿真结果表明，所建立的虚拟样机模型精确，仿真结果迭到预期要求，并为并联机床的运动学、动力学、控制等后续研究奠定了基础，对复杂机构运动学规律的分析研究具有一定的意义。关键词：三自由度；ADAMS；建模；运动学仿真中图分类号：TH113．2文

2、献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)03—0038—02Kinematicssimulationof3一DoFmotionplatforlnbasedonADAMSWangRong——yang(Facultyofmech口nmandelentronics，Huzhouvocationalandtechnicalcollege，HuzhouZhejiang313000，China)Abstract：Aimingatonekindofthreedegrees-of-freedommotionplatform，acomple

3、xmechanismmodeliscompletedinAD—AMSwhichmakingthewholemovementofmotionplatformvisualization．Thenthebuihvirtualprototypeissimulated．Thesimulationresultsstatethatthemodelisprecise，anditcanCOl~Ormtothedemandofsimulationprecisionthusitconsettleforfoundationforthefollow-upkin

4、ematicsanddynamicsanalysisofparallelmachinetool，whichhassomesignificancetothestudyofcomplexkinematicslaw．Keywords：3-DOF；ADAMS；modeHng；kinematicssimulation1引言M=6(n—g—1)+∑(1)三自由度运动平台由三个驱动杆、三个伸缩杆、式中：为平台自由度；n为构件数；g为运动副数伺服电机、万向铰链和动、静平台组成。静平台固定在基座上，借助伸缩杆的伸缩运动，完成动平台在空为第个运动副的自由

5、度数。由图1可知，平台的构件数n=8，运动副数g=间沿三个坐标轴方向的运动。三自由度运动平台在9，万向铰链自由度为2，驱动杆可以看作自由度为1并联机床、机器人等方面的得到了广泛应用，由于其的滑动副。带人式(1)可得：涉及到机械、动力学、控制再加上其变量繁杂、公式繁=6(8-9-1)+3X1+6x2=3琐等问题，总使人望而却步。目前，计算机技术的发由此可以得到此机构具有三个自由度，即沿空间展日新月异，各学科的工具软件的功能越来越强大，坐标轴三个坐标方向的移动。使许多繁琐的问题变得简单。因此，为了简化运动平台的运动学和动力学问题的分析，本

6、文就该运动平台的运动学特性利用ADAMS分析软件进行了模拟与仿真。2平台结构本文介绍的3-PUU并联机构可以实现三自由p度的移动，由动平台、静平台、3个驱动杆和3个伸缩杆组成，如图1所示，驱动杆通过万向铰与台基相连，图1三自由度运动平台结构简图支点P．、P2、P3在半径为R的圆上呈等腰三角形分布；伸缩杆一端安装在驱动杆内，另一端与动平台通3模型的建立过万向铰和动平台连接，支点P、P、P6也在半径为利用ADAMS建立运动学模型，可以在ADAMS／的圆上呈等腰三角形分布。View中直接建立也可在Pro／E或Solidworks等软件空间机

7、构的自由度的计算公式如下：中进行三维实体建模，然后输人到ADAMS下进行运．收稿日期：2012一o4一l4作者简介：王荣扬(1987-)。男，山东日照人，硕士。主要从事机器人领域的研究工作。·38··机械研究与应用·2012年第3期(总第119期)研究与分析动学和动力学分析，在ADAMS／View中有一个几何速度随时间的变化曲线如图3—5所示。建模工具库。提供了丰富的几何建模工具，其中包括作图几何元素，简单几何实体，连接和布尔运算工具，可以方便的绘制一些基本形体，并通过模型修饰工具可以获得复杂的同实际构件一致的几何形体。但实际上从模型

8、求解的原理来分析，只要能够保证仿真构件的质量、质心位置、惯性矩和惯性积同是机构间相同，其仿真结果就是相同的，这样既可获得较满意的仿真效果，又可以节约大量的几何建模时间和程序运图3动平台中心位置曲线算时间。此外，若利用其他