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时间:2020-03-25
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1、文章编号:1006—9348(2016)12—0346一06机器人机械臂动力学仿真研究宛云龙1,许红霞1’2’3(1.北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100022;2.数字社区教育部工程研究中心,北京100124;3.城市轨道交通北京实验室,北京100124)摘要:针对传统机器人机械臂动力学仿真存在效率低和实时性差的问题,提出一种基于ODE的机器人机械臂动力学仿真方法。通过建立机械臂D—H坐标系,得到了正运动学模型;利用欧几里得范数进行机械臂逆运动学计算;使用开源刚体动力学引擎ODE完成机械臂动力学计算。将机械臂三维模型导人OpenInvent
2、or,并建立机械臂的三维仿真平台。通过仿真表明,利用ODE对机器人机械臂动力学仿真,计算效率高,不仅可实现机械臂的实时控制,而且能绘制动力学参数跟踪曲线图。实验证明了上述方法有效,为机器人机械臂实时动态性能优化提供了科学依据。关键词:机械臂;正逆运动学;动力学计算中围分类号:TP242文献标识码:BResearchonDynamicsSimulationofRobotManipulatorWANYun—lon91.XUHong—xial'2'3(1.CollegeofElectronicInformationandControlEngineering,
3、BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022,China;2.EngineeringResearchCenterofDigitalCommunity,MinistryofEducation,Beijing100124,China;3.BeijingLaboratoryForUrbanMassTransit,Beijing100124,China)ABSTRACT:Aimingatthetraditionalrobotmanipulatordynamicssimulationproblemsofloweffici
4、encyandbadreal—time,amethodofrobotmanipulatordynamicssimulationbasedonODEispresented.Atfirst,theD—Hcoordi—natesystemofmanipulatorisestablished,andthekinematicsmodelisobtained.Secondly,thecalculationofmanip-ulatorinversekinematicsiscarriedoutbyEuclideannornl.Thirdly,manipulatordy
5、namicscalculationiscompletedbyopen—sourcedynamicsengineODE.Finally,the3DmodelofrobotmanipulatorisimportedintoOpenInventor,andthe3Dsimulationplatformofmanipulatorissetup.Thesimulationresultshowsthatthemethodmentionedabovewithhighcomputingefficiency,notonlycanrealizethereal—timeco
6、ntrolofrobotmanipulator,butalsocandrawthetrackingcurvesofdynamicsparameters.Thesimulationprovesthatthismethodiseffectiveandcanbeappliedtoreal—timedynamicsimulationofrobotmanipulator.KEYWORBS:Manipulator;Forwardandinversekinematics;Dynamicscalculation1引言在现代工业生产中,机器人机械臂得到了广泛的应用。机械
7、臂的动力学仿真,可以真实模拟机械臂运动过程中各部件的相互作用。对机械臂的设计、动力学优化以及实时控制具有重要意义。基金项目:国家重点实验室基金(2012afdl040)收稿日期:2016—02—20修回日期:2016-02—25---——346—.———目前机械臂动力学仿真的方法主要分为如下几类:第一种方法,在Matlab环境下编写程序并进行机械臂动力学仿真。鲁墨武等¨o利用Matlab编写了机器人动力学正问题和逆问题的求解函数,并利用Matlab开发了机器人的三维模型和动力学仿真平台。黄玉钏等旧1利用拉格朗日动力学方程建立了动力学模型并利用Manab
8、的simulink工具箱进行了仿真。第二种方法,利用商业软件Adams进行机械臂动力学仿真研究
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