基于ADAMS的连续型机器人建模与运动仿真.pdf

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1、2013年6月机床与液压June2013第41卷第11期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．41No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．11．046基于ADAMS的连续型机器人建模与运动仿真刘阳辉，张平(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：针对关节型机器人运动空间受限的缺点，设计一种无关节与连杆的连续型机器人，能柔顺而灵活地改变自身的形状与角度。通过对连续型机器人运动变形的几何特性分析，研究了其驱动与机器人运动变形的关系及运动空间，并通过ADAMS虚拟样机软件对连续

2、型机器人进行刚柔耦合系统的参数化建模和运动学仿真，验证了连续型机器人运动学分析的正确性，为连续型机器人的设计与研制提供重要理论依据。关键词：连续型机器人；运动学；ADAMS；参数化建模；运动仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)11—163—4ModelingandKinematicsSimulationofaContinuumRobotBasedonADAMSLIuYanghui．ZHANGPing(FacultyofElectromechanicalEngineering，Guangdo

3、ngUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：Aimedattheshortagesofjointrobotinlimitedworkspace，akindofcontinuumrobotwithoutjointsandlinkswasde—signed，whichcouldchangeitsownshapeandangleflexibly．Throughthegeometrycharacteristicanalysisofcontinuumroboto

4、nde—formation，themovementspaceandtherelationshipbetweentheactuationandthedeformationofcontinuumrobotwerestudied．Alsotheparameterizedmodelingandthekinematicssimulationfortherigid-flexiblecouplingsystemofcontinuumrobotweredonebythehelpofthevirtualprototypesoftwareADAMS．Fin

5、allythekinematicsanalysisofcontinuumrobotisprovedtobecorrect，anditwillbeanimportanttheoreticalbasisfordesignresearchandmanufacturingofcontinuumrobot．Keywords：Continuumrobot；Kinematics；ADAMS；Parametricmodeling；Kinematicssimulation随着计算机技术的快速发展和制造水平的提高，学分析和优化，作者利用ADAMS验证连续型

6、机器人机器人技术的发展日新月异。自1999年，ROB-运动的可行性和完成机器人虚拟样机在真实条件下的INSON等⋯提出连续型机器人的概念以来，连续型机设计与研究。器人的特点逐渐受到关注。传统的串、并联关节机器1机器人结构设计人主要为刚性关节和连杆组成，自由度数目有限，在研究的连续型机器非结构化的环境下适应性不强。而连续型仿生机器人人PRO／E结构图如图1采用柔性化的结构，能灵活、柔顺地改变自身形状，所示，前端可以搭载摄具有良好的弯曲性能，应用前景广阔，对各种复杂环像头或操作器等设备，境具有很强的适应性，可用于各种特种机器人。其根据不同的

7、功能需求设中，德国费斯托公司根据大象鼻子的特点设计出计不同的尺寸和节数。“仿生操作助手”，柔性支架通过气囊进行伸长、收机器人结构主要由1根缩和弯曲。英国OC公司研制出电机和绳索驱动的机主骨架、8根次骨架和器蛇，成功运用于核设施检查和修理。固定圆盘等组成。机器在机器人技术飞速发展的同时，虚拟样机技术人分为2节，每节长6O在机器人的设计和研究等方面起着重要作用。在机器mm，有2个自由度，且人设计过程中，用虚拟样机代替物理样机，简化了机每节由4根次骨架驱动，器人设计过程，缩短开发周期，大量减少设计费用。每节的次骨架固定在该而ADAMS软件是世

8、界上应用最广泛的机械系统仿真节的末端圆盘上，主骨软件，能进行刚、柔性系统的静力学、运动学与动力架和次骨架的直径分别图1连续型机器人结构图收稿日期：2012—05—04基金项目：广东省科技计划重点攻关资助项目